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Sara Filipa Teixeira Ribeiro Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior da orbitopatia de Graves no contorno e cinética palpebrais _______________________________________________________________ Effect of surgical correction of Graves upper eyelid retraction in eyelid contour and kinematics Porto, 2014 Título: Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior da orbitopatia de Graves no contorno e cinética palpebrais Autor: Ribeiro, Sara Filipa Teixeira 1ª Edição Ano: 2014 Tiragem: 100 exemplares ISBN: 978-989-20-4876-5 Dissertação de candidatura ao grau de Doutor apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Orientador: Professor Doutor Antonio Augusto Velasco e Cruz Departamento de Oftalmologia, Otorrinolaringologia e Cirurgia de Cabeça e Pescoço, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Brasil. Co-orientadores: Professor Doutor Fernando Manuel Mendes Falcão dos Reis Professor Doutor Amândio António Rocha Dias de Sousa Departamento de Órgãos dos Sentidos, Faculdade de Medicina, Universidade do Porto. Artigo 48, § 3º: "A Faculdade não responde pelas doutrinas expendidas na dissertação". (Regulamento da Faculdade de Medicina do Porto, 29 Janeiro de 1931, Decreto-Lei nº 19337). CORPO CATEDRÁTICO DA FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Professores Catedráticos Efetivos Doutor Alberto Manuel Barros da Silva Doutor Altamiro Manuel Rodrigues Costa Pereira Doutor António Albino Coelho Marques Abrantes Teixeira Doutor António Carlos Freitas Ribeiro Saraiva Doutor Daniel Filipe Lima Moura Doutora Deolinda Maria Valente Alves Lima Teixeira Doutor Francisco Fernando Rocha Gonçalves Doutora Isabel Maria Amorim Pereira Ramos Doutor João Francisco Montenegro Andrade Lima Bernardes Doutor Joaquim Adelino Correia Ferreira Leite Moreira Doutor José Agostinho Marques Lopes Doutor José Carlos Neves da Cunha Areias Doutor José Eduardo Torres Eckenroth Guimarães Doutor José Henrique Dias Pinto de Barros Doutor José Manuel Lopes Teixeira Amarante Doutor José Manuel Pereira Dias de Castro Lopes Doutor Manuel Alberto Coimbra Sobrinho Simões Doutor Manuel Jesus Falcão Pestana Vasconcelos VII Doutora Maria Amélia Duarte Ferreira Doutora Maria Dulce Cordeiro Madeira Doutora Maria Fátima Machado Henriques Carneiro Doutora Maria Leonor Martins Soares David Doutor Patrício Manuel Vieira Araújo Soares Silva Doutora Raquel Ângela Silva Soares Lino Doutor Rui Manuel Almeida Mota Cardoso Doutor Rui Manuel Lopes Nunes VIII Professores Jubilados e Aposentados Doutor Abel José Sampaio da Costa Tavares Doutor Abel Vitorino Trigo Cabral Doutor Alexandre Alberto Guerra Sousa Pinto Doutor Álvaro Jerónimo Leal Machado de Aguiar Doutor Amândio Gomes Sampaio Tavares Doutor António Augusto Lopes Vaz Doutor António Carvalho Almeida Coimbra Doutor António Fernandes da Fonseca Doutor António Fernandes Oliveira Barbosa Ribeiro Braga Doutor António Germano Pina Silva Leal Doutor António José Pacheco Palha Doutor António Manuel Sampaio de Araújo Teixeira Doutor Belmiro dos Santos Patrício Doutor Cândido Alves Hipólito Reis Doutor Carlos Rodrigo Magalhães Ramalhão Doutor Cassiano Pena de Abreu e Lima Doutor Daniel Santos Pinto Serrão Doutor Eduardo Jorge Cunha Rodrigues Pereira Doutor Fernando de Carvalho Cerqueira Magro Ferreira Doutor Fernando Tavarela Veloso Doutor Francisco de Sousa Lé IX Doutor Henrique José Ferreira Gonçalves Lecour de Menezes Doutor Jorge Manuel Mergulhão Castro Tavares Doutor José Carvalho de Oliveira Doutor José Fernando Barros Castro Correia Doutor José Luís Medina Vieira Doutor José Manuel Costa Mesquita Guimarães Doutor Levi Eugénio Ribeiro Guerra Doutor Luís Alberto Martins Gomes de Almeida Doutor Manuel António Caldeira Pais Clemente Doutor Manuel Augusto Cardoso de Oliveira Doutor Manuel Machado Rodrigues Gomes Doutor Manuel Maria Paula Barbosa Doutora Maria da Conceição Fernandes Marques Magalhães Doutora Maria Isabel Amorim de Azevedo Doutor Mário José Cerqueira Gomes Braga Doutor Serafim Correia Pinto Guimarães Doutor Valdemar Miguel Botelho dos Santos Cardoso Doutor Walter Friedrich Alfred Osswald X JÚRI Presidente Doutor José Agostinho Marques Lopes Professor Catedrático da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Diretor da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Vogais Doutor Antonio Augusto Velasco e Cruz Professor Catedrático da Universidade de São Paulo Doutor Carlos Alberto Matinho Marques Neves Professor Auxiliar Convidado da Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa Doutor Manuel do Rosário Caneira da Silva Professor Auxiliar Convidado da Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa Doutor José Paulo Alves Vieira de Andrade Professor Associado da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto Doutor Jorge Eduardo de Freitas Spratley Professor Auxiliar Convidado da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto XI Ao abrigo do artigo 8.º do Decreto-Lei nº 388/70, fazem parte integrante desta dissertação os seguintes trabalhos: - Trabalhos publicados que integram a temática principal da tese Cruz AA, Ribeiro SF, Garcia DM, Akaíshi PM, Pinto CT. "Graves upper eyelid retraction." Surv Ophthalmol 2013; 58: 63-76. Ribeiro SF, Milbratz GH, Garcia DM, Fernandes VL, Rocha-Sousa A, Falcão-Reis FM, Cruz AA. "Lateral and medial upper eyelid contour abnormalities in Graves orbitopathy: the influence of the degree of retraction." Ophthal Plast Reconstr Surg 2013; 29: 40-3. Wambier SPF, Ribeiro SF, Garcia DM, Brigato RR, Messias A, Cruz AA. "Two dimensional video analysis of the upper eyelid motion during spontaneous blinking." Ophthal Plast Reconstr Surg 2014; 30: 146-51. Ribeiro SF, Milbratz GH, Garcia DM, Devoto M, Neto GH, Mörschbächer R, Pereira FJ, Cruz AA. "Pre- and postoperative quantitative analysis of contour abnormalities in Graves upper eyelid retraction." Ophthal Plast Reconstr Surg 2012; 28:429-33. Ribeiro SF, Garcia DM, Leal V, Faria-Correia F, Rocha-Sousa A, Falcão-Reis F, Cruz AA. "Graded müllerectomy for correction of Graves upper eyelid retraction: effect on eyelid movements." Ophthal Plast Reconstr Surg 2014; Apr 25 [Epub ahead of print]. Em cumprimento do disposto no referido Decreto-Lei declara que, nos trabalhos em que é primeira autora, participou ativamente na recolha e no estudo do material, tendo redigido os textos com a colaboração dos outros autores. Nos trabalhos em que é segunda autora, colaborou com os outros XIII autores no estudo do material, na redação dos textos e na respetiva documentação. XIV LISTA DE ABREVIATURAS AMEPS - Aponevrose do músculo elevador da pálpebra superior DMCP - Distância margem palpebral superior - centro pupilar ITP - Intervalo de tempo entre pestanejos LED - Díodo emissor de luz infravermelha LIT - Ligamento intermuscular transverso LW - Ligamento de Whitnall MEPS - Músculo elevador da pálpebra superior MM - Músculo de Müller mm - Milímetros MOO - Músculo orbicular do olho MRD1 - Distância margem-reflexo 1 ms - Milissegundos OG - Orbitopatia de Graves º - Grau PE - Pestanejo espontâneo TPE - Taxa de pestanejo espontâneo TRAb - Autoanticorpos anti-recetor da hormona estimulante da tiróide TSH - Hormona estimulante da tiróide XV PREFÁCIO A atividade de investigação que conduziu à elaboração desta dissertação de doutoramento decorreu no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (Brasil) e no Centro Hospitalar de São João, Faculdade de Medicina da Universidade do Porto. Inicialmente o nosso trabalho centrou-se na pesquisa bibliográfica, de forma a adquirir todo o conhecimento científico sobre retração palpebral superior da orbitopatia de Graves. Verificamos a escassez de estudos relativos à avaliação quantitativa do contorno palpebral nesta patologia e ao efeito da cirurgia de retração palpebral superior no contorno e cinética palpebrais. Tradicionalmente o cirurgião oculoplástico realiza a avaliação do contorno palpebral de forma subjetiva, e a necessidade de desenvolvimento de um método capaz de tornar objetiva esta avaliação tem assumido maior importância nas últimas décadas (Shore 1996). O nosso primeiro objetivo foi caracterizar quantitativamente as anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior nesta doença. Este estudo permitiu o aprofundamento do conhecimento sobre o papel da magnitude da retração palpebral e da exoftalmometria nas deformidades do contorno da pálpebra superior secundárias à orbitopatia de Graves. De seguida otimizamos e aplicamos um método simples, portátil e fiável de quantificação dos movimentos palpebrais utilizando um sistema de vídeo. Por fim, investigamos o efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno e cinética palpebrais. XVII Para a elaboração desta dissertação de doutoramento contribuíram diversas pessoas às quais, ciente da limitação das palavras, deixo os meus sinceros agradecimentos. Ao Sr. Prof. Doutor Antonio Augusto Velasco e Cruz, orientador não só desta tese, mas também do meu fellowship clínico, cirúrgico e de investigação de "Oculoplástica, Vias Lacrimais e Órbita". Pela forma como me recebeu no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Brasil. Pelo exemplo de competência clínica e científica, por estimular o conhecimento e o interesse pela vida académica, pela disponibilidade permanente e pelo apoio ao longo dos anos. Pelas ideias, críticas, correções e sugestões. Sou grata por todos esses ensinamentos e pela sua amizade. Ao Sr. Prof. Doutor Fernando Falcão-Reis, co-orientador desta tese, pelos conhecimentos transmitidos, pelo seu empenho e pelas condições que criou para que a concretização dos projetos fosse possível. Agradeço-lhe por ter confiado e acreditado que eu seria capaz de superar este desafio. Ao Sr. Prof. Doutor Amândio Rocha-Sousa, co-orientador desta tese, pelo apoio, disponibilidade e por estimular o interesse pela atividade científica. Demonstro a minha gratidão por ter aceite a co-orientação desta dissertação. A todos os meus Professores da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, que de uma forma ou de outra marcaram a minha vida académica e pessoal. Um agradecimento muito especial ao Sr. Prof. Doutor Pedro von Hafe, meu padrinho de curso; há momentos, como este, em que nos sentimos inquietos com as palavras porque se tornam insuficientes para expressar tão grande admiração e gratidão. XVIII Ao colega de laboratório e amigo Denny Garcia, agradeço o empenho, a disponibilidade, a colaboração nos artigos científicos e os conhecimentos transmitidos. O Denny desenvolveu o software para análise do contorno palpebral e o sistema de vídeo para avaliação dos movimentos palpebrais. Foi elemento fundamental em todos os trabalhos integrantes desta tese. Ao Dr. Vítor Leal, com quem trabalho na Secção de Órbita do Centro Hospitalar de São João, pelo incentivo, pela disponibilidade e ajuda constante. Demonstro a minha profunda gratidão pelo seu empenho neste trabalho. Foi um colaborador excelente nos trabalhos experimentais e científicos. À Prof. Doutora Patrícia Akaíshi pela paciência, pelas palavras de entusiasmo e incentivo. Pelos conhecimentos clínicos e científicos transmitidos. Aos meus colaboradores e grandes amigos da Universidade de São Paulo: Afra Bernardes, Gherusa Milbratz, Sarah Wambier, Carolina Pinto, Veridiana Puppio, Ana Karina, Adriano Baccega e Rodrigo Espírito Santo. À Dra. Ana Paula Pina e ao Dr. Sérgio Estrela Silva pela amizade e pelo apoio. Substituíram-me inúmeras vezes nas funções desempenhadas no Centro Hospitalar de São João. Sem eles tudo teria sido muito mais difícil. Ao Dr. Ricardo Dias pelos seus ensinamentos e interesse demonstrado pelos meus trabalhos. Aos meus colegas e amigos do Serviço de Oftalmologia do Centro Hospitalar de São João e do Hospital da Clínicas de Ribeirão Preto pelo apoio e incentivo. XIX Aos voluntários que aceitaram participar neste estudo, como controles e como pacientes. Foram essenciais para que esta tese fosse realizada. Aos meus pais e avós pelo apoio, carinho e disponibilidade que sempre me dispensaram. Por compreenderem os longos períodos de ausência e me fazerem acreditar que conseguiria vencer este desafio. A pessoa que hoje sou a eles se deve. Ao meu irmão Tiago e à minha cunhada Manuela pelo incentivo e pela felicidade e orgulho com que sempre reagiram aos avanços em todas as áreas da minha vida. Ao Fernando por entender, acreditar e incentivar as minhas escolhas. Pelo amor, carinho, paciência e ajuda nos momentos mais difíceis. Ao Dr. Horácio Correia e à Dra. Elza Faria Correia pela sua preocupação, amizade e carinho. Por me terem recebido na sua família e me apoiarem na minha vida pessoal e profissional. Aos restantes familiares e amigos, agradeço a amizade, o entusiasmo colocado nos meus trabalhos e o incentivo presente nas suas palavras. Uma palavra especial aos que me acompanham mais de perto: Célia Xavier, Ana Luísa Neves, Sofia Fonseca, Catarina Eloy, Francisco Serdoura, Ricardo Ribeiro, Rita Cruz, Elsa Neves, Ana Duarte, Tiago Ramos, Vítor Araújo, Dr. Fernando Parada, Adelaide Almeida, Belmira Teixeira e Teresa Marques. XX ÍNDICE Capítulo I - Introdução Geral e Objetivos ....................................................... 3 1. Estrutura anatomofuncional da pálpebra superior ...................................... 5 1.1. Elementos anatómicos da dinâmica e contorno palpebrais .................. 5 1.1.1. Músculo orbicular do olho ............................................................... 6 1.1.2. Estrutura tarsoligamentar ............................................................... 7 1.1.3. Retratores palpebrais ..................................................................... 8 1.1.4. Ligamento de Whitnall .................................................................. 11 1.1.5. Contorno palpebral ....................................................................... 13 1.2. Movimentos Palpebrais....................................................................... 17 1.2.1. Movimento persecutório palpebral ................................................ 17 1.2.2. Movimento sacádico palpebral ..................................................... 18 1.3.3. Pestanejo...................................................................................... 18 1.2.3.1. Pestanejo espontâneo ............................................................ 19 1.3. Métodos de medição dos movimentos palpebrais .............................. 19 1.3.1 Magnetic Search Coil..................................................................... 20 1.4 Cinética Palpebral ................................................................................... 23 1.4.1. Forças ativas e passivas intervenientes no movimento da pálpebra superior durante o pestanejo e os movimentos sacádicos palpebrais .... 23 1.4.2. Parâmetros de avaliação cinética ................................................. 26 1.4.2.1. Amplitude e velocidade máxima ............................................. 26 1.4.2.2. Main sequence: relação entre amplitude, velocidade máxima e duração ............................................................................................... 28 1.4.2.3. Taxa de pestanejo espontâneo .............................................. 29 1.4.2.4. Distribuição dos intervalos de tempo entre pestanejos .......... 32 1.5. Orbitopatia de Graves ......................................................................... 33 1.5.1 Retração palpebral superior .......................................................... 42 Capítulo II - Anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves ................................................................ 59 Capítulo III – Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais .................................. 65 Capítulo IV - Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral ................................................................................... 73 Capítulo V - Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral ............................. 81 Capítulo VI - Discussão Global e Conclusões ............................................. 89 Capítulo VII - Resumo .................................................................................. 111 Capítulo VIII - Abstract ................................................................................. 115 Capítulo IX - Bibliografia.............................................................................. 119 2 Capítulo I - Introdução Geral e Objetivos ______________________________ Introdução Geral e Objetivos Introdução Geral e Objetivos A semiologia oculoplástica depende, em grande parte, de medidas orbito-palpebrais obtidas no exame físico. Para que estas medições sejam efetuadas de forma correta é necessário que o examinador conheça a anatomia das estruturas analisadas e compreenda os fatores fisiológicos condicionantes dos padrões de normalidade das medidas clínicas (Hanada, de Souza, Moribe and Cruz 2001; Schellini, Sverzut, Hoyama, Padovani and Cruz 2006; van den Bosch, Leenders and Mulder 1999). 1. Estrutura anatomofuncional da pálpebra superior 1.1. Elementos anatómicos da dinâmica e contorno palpebrais As pálpebras são estruturas complexas cuja função principal é manter a integridade do globo ocular. Este papel protetor é basicamente função das propriedades motoras palpebrais, que além de ocluírem a fenda palpebral em situações de risco (pestanejo reflexo), distribuem o filme lacrimal sobre a superfície ocular, humedecendo-a (pestanejo espontâneo) (Owens and Phillips 2001; Palakuru, Wang and Aquavella 2007). A pálpebra superior é mais móvel que a inferior (Leite, Cruz, Messias and Malbouisson 2006), cobrindo a maior parte da superfície ocular durante o seu movimento. Por este motivo, tem grande importância no estudo da dinâmica palpebral (Evinger, Manning and Sibony 1991). Para melhor compreensão dos estudos descritos nesta tese, é necessário descrever as estruturas presentes na pálpebra superior. Estas estruturas condicionam o contorno palpebral e são as responsáveis por gerar os movimentos palpebrais ou têm influência direta ou indireta na dinâmica dos 5 Introdução Geral e Objetivos seus movimentos. As informações sobre este assunto foram, em grande parte, retiradas do clássico livro de Whitnall (Whitnall 1932). Referências complementares serão citadas no decorrer deste capítulo. Na clínica, é comum dividir a estrutura palpebral em duas lamelas: a anterior e a posterior (Nerad 2001). A lamela anterior é constituída pela pele e músculo orbicular do olho (MOO) e a posterior pelo tarso e conjuntiva. Entre as duas lamelas, há ainda, o septo orbitário e os elementos retratores, que no caso da pálpebra superior são a aponevrose do músculo elevador da pálpebra superior (AMEPS) e o músculo de Müller (MM) (Figura 1). Figura 1 - Corte sagital da pálpebra superior evidenciando as estruturas presentes nas duas lamelas palpebrais (Dutton, Gayre and Proia 2007). 1.1.1. Músculo orbicular do olho O MOO faz parte do conjunto de músculos responsáveis pela mímica facial. A contração destes músculos controla movimentos específicos da face como o das pálpebras, nariz, boca e determina a expressão facial (Gray 1995). 6 Introdução Geral e Objetivos O MOO é um músculo facial complexo, inervado pelo VII nervo craniano (nervo facial) e a sua contração é responsável pelo encerramento da fenda palpebral. Embora seja uma estrutura contínua, é geralmente dividido em relação ao rebordo orbitário em porção orbitária e porção palpebral (Figura 2). A parte palpebral é denominada, de acordo com as estruturas com as quais se relaciona, em pré-septal e pré-tarsal; está relacionada com o pestanejo e o encerramento palpebral voluntário. A porção orbitária é periférica e está relacionada com o encerramento voluntário forçado (Lander, Wirtschafter and McLoon 1996; Schmidtke and Buttner-Ennever 1992). Figura 2 - Músculo orbicular do olho, mostrando as suas divisões (Dutton 1994). 1.1.2. Estrutura tarsoligamentar O tarso é um importante elemento estrutural da pálpebra superior. Mede, em média, 25 milímetros (mm) horizontalmente e 8 a 12 mm verticalmente. É composto por uma densa placa de tecido fibroelástico, localizada abaixo da porção pré-tarsal do MOO. A placa tarsal superior está inserida no rebordo 7 Introdução Geral e Objetivos orbitário por meio de ligamentos ou tendões cantais (lateral e medial) (Figura 3). O conjunto é denominado estrutura tarsoligamentar, sendo responsável pelo suporte, estabilidade e elasticidade palpebral durante o movimento e em repouso (Kuwabara, Cogan and Johnson 1975; Sisler 1973). A estrutura tarsoligamentar é muito importante na génese dos movimentos da pálpebra superior, pois durante o estado de vigília, com os olhos abertos, ela é deformada pelo tónus do músculo elevador da pálpebra superior (MEPS), o que permite o armazenamento de certa quantidade de energia potencial (Evinger, Manning and Sibony 1991). Figura 3 - Estrutura tarsoligamentar da pálpebra superior (Dutton 2011). 1.1.3. Retratores palpebrais Na pálpebra superior existem dois músculos responsáveis pela elevação (retração) da pálpebra: o MEPS e o MM. O músculo frontal, inervado pelo VII nervo craniano, exerce uma ação elevadora acessória. A sua ação faz-se notar, principalmente, nas blefaroptoses importantes suprindo parcialmente a 8 Introdução Geral e Objetivos hipofunção do MEPS, sendo evidenciada por um intenso pregueamento da região frontal e arqueamento do supracílio (Cruz 1997). O MEPS é o principal retrator da pálpebra superior. Trata-se de um músculo estriado, inervado pelo III nervo craniano (oculomotor) e composto de fibras de contração rápida. Origina-se de um pequeno tendão sobreposto aos tendões do músculo reto superior e oblíquo superior no ápice da órbita, logo acima do anel tendinoso de Zinn. A partir deste ponto projeta-se anteriormente entre o teto da órbita e o músculo reto superior até o rebordo orbitário, na região do ligamento de Whitnall (LW), onde passa a dirigir-se no sentido anteroinferior e as suas fibras sofrem transição gradual de musculares para aponevróticas (Collin, Beard and Wood 1978; Dutton 1994; Jones 1964). A AMEPS é uma estrutura fibroelástica que se estende anteroinferiormente até ao bordo superior do tarso, onde gradualmente se divide em duas inserções: as fibras anteriores inserem-se nos septos intermusculares das fibras do MOO e as posteriores, mais espessas, dirigemse inferiormente e inserem-se na superfície anterior do tarso. Além das inserções palpebrais, a AMEPS expande-se, em forma de leque constituindo os cornos lateral e medial (Figura 4) que se inserem no rebordo orbitário. O corno medial passa sobre a bainha do tendão do músculo oblíquo superior, fundindose com a porção posterior do ligamento cantal medial e fibras do septo orbitário. O corno lateral é mais espesso que o medial e passa através da glândula lacrimal, dividindo-a em lobos palpebral e orbitário, inserindo-se, então, no bordo superior do ligamento cantal lateral e periórbita do tubérculo orbitário (Anderson and Beard 1977). 9 Introdução Geral e Objetivos Figura 4 - Corte frontal das relações anatómicas do músculo elevador da pálpebra superior (Dutton 2011). O outro músculo responsável pela elevação da pálpebra superior é o MM ou músculo tarsal superior. Trata-se de um músculo liso, involuntário, inervado pelo sistema nervoso autónomo (Sistema Nervoso Simpático). O MM tem cerca de 10 mm de comprimento e origina-se na face profunda do MEPS, ao nível do LW; apresenta-se firmemente aderido à conjuntiva subjacente e insere-se no bordo superior do tarso (Kuwabara, Cogan and Johnson 1975). O MM apresenta portanto estreita relação com a AMEPS, ocorrendo um entrelaçamento das suas fibras (Berke and Wadsworth 1955). Tem o papel de elevar a pálpebra superior 2 a 3 mm, em condições fisiológicas (Beard 1985). 10 Introdução Geral e Objetivos Figura 5 - Representação anatómica do músculo de Müller (Dutton 1994). 1.1.4. Ligamento de Whitnall O LW pode ser descrito como uma espessa condensação fibrosa, vista como uma linha branca no limite entre o MEPS e a sua aponevrose (Dutton 1989; Whitnall 1910). Estende-se da parede lateral da órbita, onde está fundida com a cápsula da glândula lacrimal e periósteo lateral, até à parede medial da tróclea (Codere, Tucker and Renaldi 1995). A função exata do LW é controversa. Classicamente é atribuída a este ligamento uma função de suporte superior da órbita, funcionando como um ponto de apoio fixo onde se altera a direção da força do MEPS (de anteroposterior para vertical) (Anderson 1985; Anderson and Dixon 1979; Anderson, Jordan and Dutton 1990). Este conceito defende que o ligamento seria uma estrutura importante na elevação da pálpebra superior e que, portanto, nunca deveria ser cortado na cirurgia da ptose (Anderson 1985; Anderson and Dixon 1979; Anderson, Jordan and Dutton 1990). 11 Introdução Geral e Objetivos No entanto, estudos recentes demonstram que o conceito do LW como uma estrutura fixa e ponto onde se modifica o vetor de ação do MEPS não parece ser correto. A ressonância magnética nuclear e as disseções anatómicas indicam que a conexão entre o LW e a periórbita, do teto da órbita, é indireta e mediada por uma cápsula de gordura préFigura 6 - Músculo elevador da pálpebra superior (MEPS) entre o ligamento de Whitnall (LW) e o ligamento intermuscular transverso (setas) (Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996). aponevrótica (Nemoto 1996); que o ligamento não é fixo e se move seguindo os movimentos sacádicos verticais do olho (Goldberg, Wu, Jesmanowicz and Hyde 1992); e que o ligamento está situado anteriormente ao ponto onde se modifica o vetor de ação do MEPS, não sendo responsável pelo movimento curvo do músculo (Ettl, Zonneveld, Daxer and Koornneef 1998). O ligamento intermuscular transverso (LIT) (Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996), Figura 7 - Ligamento intermuscular transverso (LIT) separado do músculo elevador da pálpebra superior (MEPS) que se encontra levantado. Conexões entre ligamento de Whitnall e ligamento intermuscular transverso (setas) (Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996). também descrito como o componente inferior do LW, considerar é uma na estrutura discussão importante da função a do ligamento (Codere, Tucker and Renaldi 1995). O LIT é uma banda de tecido fibroelástico grande, espessa, de forma trapezóide, localizada entre o reto superior e o MEPS, ligeiramente posterior ao 12 Introdução Geral e Objetivos LW (Ettl, Priglinger, Kramer and Koornneef 1996; Ettl, Zonneveld, Daxer and Koornneef 1998; Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996). Estende-se transversalmente a partir da parede lateral, sob o lobo orbitário da glândula lacrimal (Kakizaki, Zako, Nakano, Asamoto, Mito and Iwaki 2005), até à parte posterior da tróclea. Funde-se com o LW perto das inserções medial e lateral, formando uma luva para o MEPS (Codere, Tucker and Renaldi 1995; Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996). Estudos anteriores demonstraram claramente que o MEPS é suportado por uma manga móvel com um forte componente inferior ao invés de apenas um único ligamento (Codere, Tucker and Renaldi 1995; Ettl, Zonneveld, Daxer and Koornneef 1998; Lukas, Priglinger, Denk and Mayr 1996). 1.1.5. Contorno palpebral Na posição primária do olhar, a fenda palpebral é delimitada no sentido vertical pelas margens palpebrais superior e inferior, e no sentido horizontal pela união das margens nos cantos lateral e medial. O contorno da pálpebra superior, visto de uma forma bidimensional, tem uma forma parabólica (Malbouisson, Baccega and Cruz 2000). Esta forma deve-se à contração tónica do MEPS na posição primária do olhar, que deforma o sistema tarsoligamentar para cima e à presença do globo ocular (Malbouisson, Cruz, Messias, Leite and Rios 2005). A medição do posicionamento palpebral superior tem sido objeto de discussão. Inicialmente, a posição palpebral era determinada pelo tamanho vertical da fenda palpebral, que em indivíduos normais é cerca de 9 mm (Cruz and Baccega 2001; Fox 1966; Lam, Lam and Walls 1995). No entanto, a 13 Introdução Geral e Objetivos quantificação do diâmetro vertical da fenda palpebral não pode ser assumido como uma medida válida do posicionamento superior, pois esta medida inclui uma eventual posição anómala da pálpebra inferior. O aumento do tamanho vertical da fenda palpebral pode determinar retração da pálpebra superior, da inferior ou de ambas. Uma situação de ptose palpebral superior e retração da pálpebra inferior pode apresentar tamanho vertical da fenda considerado normal. Por isso, foi proposto que o posicionamento da pálpebra superior fosse definido pela medida da distância entre o bordo palpebral superior e o eixo visual (eixo teórico que une a fovéola ao objeto de fixação) (Sarver and Putterman 1985). A localização do eixo visual na córnea acontece quando o olhar é fixado num estímulo luminoso. Este é refletido na superfície anterior da córnea, efeito conhecido como imagem de primeira ordem de Purkinge (Uozato and Guyton 1987). O reflexo na córnea é a imagem direta e especular da fonte luminosa. A medida da distância entre esta imagem e a margem palpebral superior na posição de 12 horas (90º) é denominada de distância margemreflexo 1 (em inglês, margin reflex distance 1 ou MRD1) (Chalfin and Putterman 1979; Lelli, Duoung and Kazim 2010; Sarver and Putterman 1985). A medição da distância do reflexo luminoso à margem palpebral superior é equivalente, na prática, à quantificação da distância entre a margem palpebral superior e o centro da pupila (DMCP) (Small 1988; Small, Sabates and Burrows 1989). A DMCP é usualmente medida na posição primária do olhar, com uma régua milimétrica. Quantificações mais precisas são possíveis com recurso a imagens digitais e utilização de técnicas computorizadas de processamento de imagem (Cruz, Coelho, Baccega, Lucchezi, Souza and Ruiz 1998). 14 Introdução Geral e Objetivos Figura 8 - Medida da distância da margem palpebral superior ao centro pupilar do olho direito, usando o programa Image J. A linha vermelha possibilita a conversão de pixels em milímetros. Os valores da MRD1 variam com a idade e em diferentes grupos étnicos (Murchison, Sires and Jian-Amadi 2009; Paiva, Minare-Filho and Cruz 2001). Valores anormalmente baixos caracterizam a ptose palpebral (Small, Sabates and Burrows 1989), enquanto valores anormalmente altos caracterizam a retração palpebral (Small 1988). As medidas de DMCP obtidas servem para estabelecimento do diagnóstico (Edwards, Bartley, Hodge, Gorman and Bradley 2004) e para quantificação do resultado do tratamento (Costa, Saraiva, Pereira, Monteiro and Matayoshi 2009; Putterman and Urist 1972). Considerando a importância da medida da MRD1 na análise morfométrica da fenda palpebral, outras questões levantam preocupação (Shore 1996). Com a MRD1, a altura da porção central da pálpebra, pode ser precisamente quantificada. Porém não nos transmite qualquer informação em relação ao contorno palpebral como a presença de picos e depressões não centrais nas pálpebras, as quais podem caraterizar um contorno anómalo. Na literatura, as deformidades de contorno são abordadas desde a década de 50, quando Berke e Johnson publicaram as suas séries de doentes submetidos a cirurgia da ptose congénita (Berke 1945; Johnson 1954). Estas 15 Introdução Geral e Objetivos anomalias têm sido identificadas subjetivamente, por meio da análise do paciente pelo observador ou registo de imagens (Shore 1996). Sendo esta abordagem qualitativa caracterizada pela sua subjetividade, tornou-se necessário o desenvolvimento de um método de análise quantitativa do contorno palpebral que permita objetivar esta avaliação. Esta abordagem melhora a análise das anomalias do contorno e orienta condutas cirúrgicas. Recentemente, foi publicado um novo método de medição do contorno palpebral que consiste na utilização de um software para análise da imagem da fenda palpebral (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012). O princípio é o mesmo da DMCP; porém, além de fornecer a medida central, na posição das 12 horas, o uso do software fornece múltiplas DMCPs, radiais com origem no centro da pupila, intervalados entre si de 15 graus (º) (figura 9). A interseção destes raios com a margem palpebral fornece os valores angulares de DMCP, e análises quantitativas do contorno palpebral podem ser feitas a partir destes valores. Figura 9 - Método de quantificação do contorno palpebral (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012). Esquerda: linhas representativas das distâncias angulares entre a margem palpebral superior e o centro pupilar intervaladas entre si de 15 graus. Direita: gráfico polar representativo do contorno palpebral. 16 Introdução Geral e Objetivos 1.2. Movimentos Palpebrais Os movimentos da pálpebra superior resultam de forças passivas e ativas. As forças que tendem a manter a fenda palpebral aberta são todas forças ativas, e são exercidas, principalmente, pelos músculos retratores, ou seja, o MEPS, o MM e o músculo frontal (Cruz 1997). A descida da pálpebra superior é promovida por forças ativas e passivas. As forças ativas são representadas, principalmente pela atividade do MOO, enquanto as forças passivas são representadas pelo relaxamento da estrutura tarsoligamentar, pela relação entre as pálpebras e o globo ocular e pela força da gravidade (Evinger, Manning and Sibony 1991). Os movimentos palpebrais, podem-se distinguir em dois tipos de movimentos: os que acompanham os movimentos oculares, como o sacádico e o movimento persecutório palpebral; e os que não acompanham os movimentos oculares como o pestanejo (Becker and Fuchs 1988). 1.2.1. Movimento persecutório palpebral O movimento persecutório ocorre quando há fixação foveal contínua de um objeto que se move com uma velocidade constante (Evinger and Fuchs 1978). Os movimentos palpebrais que acompanham os movimentos persecutórios oculares no meridiano vertical são chamados movimentos persecutórios palpebrais (Evinger and Fuchs 1978; Falcão, Malbouisson, Cruz and Messias 2008). 17 Introdução Geral e Objetivos 1.2.2. Movimento sacádico palpebral Os movimentos sacádicos oculares são movimentos rápidos desencadeados pela mudança de fixação foveal (Becker and Fuchs 1988; Evinger, Manning and Sibony 1991). O termo "sacádico palpebral" foi instituído por Becker e Fuchs em 1988, quando demonstraram que durante a movimentação ocular (supra e infraversão) as pálpebras se movem no mesmo sentido, com duração e velocidade semelhantes (Becker and Fuchs 1988). Os movimentos sacádicos palpebrais podem ser divididos em dois tipos: os ascendentes, que acompanham as rotações oculares para cima (supraversão), e os descendentes associados à infraversão. Os movimentos sacádicos da pálpebra superior são gerados pela ação de um único músculo, o MEPS (Fuchs, Becker, Ling, Langer and Kaneko 1992). 1.3.3. Pestanejo O pestanejo é o ato de abrir e fechar as pálpebras de uma forma coordenada e extremamente rápida. Esse movimento representa o meio encontrado pelo organismo de proteger o olho e concomitantemente manter o sistema visual em contato com o ambiente o maior tempo possível (Nakamori, Odawara, Nakajima, Mizutani and Tsubota 1997). O pestanejo é comumente dividido em voluntário e involuntário (Evinger, Manning and Sibony 1991; Ponder and Kennedy 1928). O pestanejo voluntário é um ato consciente, acompanhado simultaneamente pela ativação das porções palpebral e orbitária do MOO (Kirkwood 2006). O pestanejo involuntário divide-se em reflexo e espontâneo. O pestanejo reflexo é um fenómeno generalizado em mamíferos e reflete uma resposta rápida a 18 Introdução Geral e Objetivos estímulos externos, de curta duração, tais como visuais, auditivos, táteis e elétricos na região da face (Evinger, Manning and Sibony 1991). O pestanejo espontâneo (PE) é um movimento simétrico e coordenado de ambas as pálpebras superiores, que ocorre de forma inconsciente, transitória e rápida, na ausência de qualquer estímulo evidente (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). Este tipo de movimento é essencial para uma melhor qualidade de visão e para a distribuição e estabilidade do filme lacrimal sobre a superfície ocular (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). 1.2.3.1. Pestanejo espontâneo O PE é o tipo de pestanejo mais frequente, tendo sido alvo de estudo em trabalhos de investigação descritos nesta tese. O PE é controlado por estruturas pré-motoras situadas no tronco cerebral, altamente influenciadas pela atividade dopaminérgica (Esteban, Traba and Prieto 2004) e por estruturas corticais como o córtex visual e a circunvolução frontal medial (Yoon, Chung, Song and Park 2005). A taxa de PE reflete uma complexa interação entre influências periféricas mediadas pela superfície ocular e a atividade dopaminérgica central. É, portanto, extremamente variável e influenciada por fatores intrínsecos e extrínsecos, como idade, alterações da superfície ocular, stress, doenças psiquiátricas, entre outros (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). 1.3. Métodos de medição dos movimentos palpebrais Diversas técnicas têm sido utilizadas para medir a taxa de PE e a cinética da pálpebra superior durante o pestanejo. Não é fácil medir um 19 Introdução Geral e Objetivos movimento tão rápido, que dependendo da sua amplitude pode ser concluído em menos de 100 milissegundos (ms). Cada método tem as suas vantagens e desvantagens, ficando a decisão pela utilização de um deles fortemente dependente do objeto de estudo (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). Os primeiros sistemas utilizaram métodos mecânicos em que um "braço elevador" era anexado à pálpebra e conectado a um dispositivo capaz de registar o seu movimento (Kennard and Glaser 1964; Ponder and Kennedy 1928; Vandermeer and Amsel 1952). Os avanços na tecnologia de hardware e software impulsionaram o desenvolvimento de técnicas mais sofisticadas tais como eletro-oculografia dinâmica (Denney and Denney 1984; Stern, Walrath and Goldstein 1984), eletromiografia (Gehricke, Ornitz and Siddarth 2002), vídeo (Tsubota, Hata, Okusawa, Egami, Ohtsuki and Nakamori 1996), díodo emissor de luz infravermelho (LED) (Orlowska-Majdak, Kolodziejski, Dolecki and Traczyk 2001), optoeletrónico (Sforza, Rango, Galante, Bresolin and Ferrario 2008) e o magnetic search coil (Garcia, Messias, Costa, Pinto, Barbosa and Cruz 2010; Guitton, Simard and Codere 1991; Remmel 1984; Robinson 1963), as quais estão disponíveis atualmente. 1.3.1 Magnetic Search Coil Dentre os métodos mais utilizados destaca-se o magnetic search coil. Foi desenvolvido por Robinson em 1963 (Robinson 1963) com o objetivo de medir os movimentos oculares. Quando comparado com os outros métodos este tem maior resolução, boa linearidade e baixo ruído (Remmel 1984; Remmel 2006). Basicamente, o sistema é composto por 3 pares de bobinas quadradas que formam um cubo, onde cada par gera um campo magnético 20 Introdução Geral e Objetivos oscilante em 48, 60 e 80 quilo-hertz, respetivamente, para permitir a separação dos componentes X, Y e Z (Figura 10 A). Por se tratar de um campo magnético oscilante, uma bobina imersa nesse campo fica sujeita a uma corrente induzida, segundo a Lei de indução de Faraday (Nussenzveig 2007). A variação angular dessa bobina em relação ao campo magnético altera a quantidade de linhas de campo (fluxo) que atravessa a bobina. O sinal gerado é, portanto, proporcional ao ângulo da bobina com respeito às linhas de campo magnético (Figura 10 B). A B 1 2 z x y 3 z y Figura 10 - A) Estrutura metálica cúbica composta pelos três pares de bobinas que geram campos magnéticos oscilantes nas frequências de 48, 60 e 80 quilo-hertz. Uma bobina imersa nesse campo tem uma corrente induzida devido à Lei de Faraday. B) Considerando apenas o eixo vertical (Z), na posição 1, o fluxo é máximo. Com a variação angular da bobina em relação ao campo magnético há a diminuição do fluxo e consequente diminuição do sinal produzido na bobina. No início dos anos 90, este método passou a ser utilizado para medir a dinâmica da pálpebra superior, tornando-se método padrão (Evinger, Manning and Sibony 1991; Guitton, Simard and Codere 1991). Para essa finalidade, utiliza-se apenas o componente vertical (Z). Sucintamente, o sujeito é posicionado dentro da estrutura metálica e a sua cabeça é estabilizada numa 21 Introdução Geral e Objetivos mentoneira. Uma pequena bobina é fixada próxima à margem da pálpebra superior e acima da pupila (Figura 11). Figura 11. Magnetic Search Coil. Estrutura metálica cúbica com apoio para o queixo onde será posicionado o sujeito (A). Pequena bobina de cobre esmaltado (B) fixa na parte central da região pré-tarsal da pálpebra superior (C). Devido à rotação que a pálpebra executa sobre a superfície ocular durante o movimento do pestanejo, é possível medir o deslocamento da pálpebra, em graus, tal como é representado na figura 12 através de um fator de calibração de volt para graus. Esta mostra o registo de dois movimentos de pestanejo. Cada ponto representa um registo de posição da pálpebra superior numa amostra de 200 imagens por segundo. As setas vermelhas indicam início e término do movimento e a amplitude é representada como a excursão 22 Introdução Geral e Objetivos máxima realizada pela pálpebra. A distância temporal entre os picos forma o intervalo entre pestanejos. Figura 12 - Representação do registo do movimento palpebral realizado com a técnica magnetic search coil. As setas vermelhas indicam início e término dos movimentos e a amplitude é representada como a excursão máxima realizada pela pálpebra. A distância temporal entre os picos forma o intervalo entre pestanejos. 1.4 Cinética Palpebral 1.4.1. Forças ativas e passivas intervenientes no movimento da pálpebra superior durante o pestanejo e os movimentos sacádicos palpebrais Diferentes forças ativas e passivas atuam na génese do pestanejo. Estudos eletromiográficos têm demonstrado que as forças ativas que produzem o movimento da pálpebra superior durante o pestanejo são geradas pelo MEPS e MOO (Bjork and Kugelberg 1953; Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011; 23 Introdução Geral e Objetivos Esteban and Salinero 1979; Holder, Scott, Hannaford and Stark 1987; Van Allen and Blodi 1962). Na posição primária do olhar, o MOO e o MEPS encontram-se eletricamente ativos com os seus tónus em condições basais e em equilíbrio (Bjork and Kugelberg 1953). Em qualquer tipo de pestanejo, ocorrem fenómenos de inibição e ativação destes músculos que geram um movimento típico da pálpebra superior, dividido em duas fases com características cinéticas distintas: a descendente e a ascendente. A fase descendente inicia-se com a inibição do MEPS, que precede a contração do MOO; o que significa que, durante um curto período de tempo, perto do final da fase descendente, ambos os músculos estão inativos. Além disso, forças passivas geradas pela estrutura tarsoligamentar atuam no movimento palpebral descendente. Uma vez que o movimento de descida é interrompido, o MOO retoma sua atividade tónica e o MEPS contrai, elevando a pálpebra. A fase ascendente deve-se à força ativa gerada pela contração do MEPS. A figura 13 ilustra as fontes de forças ativas e passivas envolvidas no movimento da pálpebra superior durante um pestanejo. 24 Introdução Geral e Objetivos Figura 13 - Forças ativas e passivas envolvidas no movimento da pálpebra superior durante o pestanejo espontâneo (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). Os dois primeiros traçados representam registos de eletromiografia do músculo elevador da pálpebra superior (MEPS) e do músculo orbicular do olho (MOO). A terceira curva representa a variação da energia potencial (EP) armazenada pelos componentes elásticos da pálpebra superior. O último traçado ilustra o movimento da pálpebra superior. Os números 1 e 3 indicam os pontos de velocidade máxima da fase descendente e ascendente, respetivamente. O número 2 indica o ponto de amplitude máxima do movimento, que ocorre quando a velocidade é nula. A fase ascendente do sacádico é semelhante à fase ascendente do pestanejo; o sistema nervoso parece produzir um padrão semelhante de atividade para o MEPS nestes dois movimentos (Becker and Fuchs 1988; Evinger, Manning and Sibony 1991; Guitton, Simard and Codere 1991). Nesta 25 Introdução Geral e Objetivos fase, ocorre apenas contração do MEPS. O sacádico descendente é muito diferente da fase descendente do pestanejo. No primeiro, acontece o relaxamento do MEPS, que associado a forças elásticas passivas palpebrais (estruturas tarsoligamentares) e ao fenómeno gravitacional, levam a pálpebra superior a descer (Evinger, Manning and Sibony 1991). Na fase descendente do pestanejo a atividade elétrica do MEPS é nula e existe um aumento de atividade do MOO (Fuchs, Becker, Ling, Langer and Kaneko 1992; Guitton, Simard and Codere 1991). 1.4.2. Parâmetros de avaliação cinética 1.4.2.1. Amplitude e velocidade máxima Embora possa parecer natural considerar a amplitude da fase descendente e da fase ascendente essencialmente idênticas, é consensual que é mais fácil determinar o final da fase de descida (Malbouisson, Messias, Garcia, Cechetti, Barbosa and Cruz 2010; VanderWerf, Brassinga, Reits, Aramideh and Ongerboer de Visser 2003). A fase ascendente tem uma natureza oscilatória, e nem sempre é fácil identificar quando termina o movimento (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011; VanderWerf, Brassinga, Reits, Aramideh and Ongerboer de Visser 2003). Assim passaremos a considerar a expressão "amplitude do pestanejo" como referente à amplitude de descida. Por outro lado, o movimento da margem da pálpebra superior durante os pestanejos não é representado somente por uma translação vertical (Evinger, Manning and Sibony 1991). Quando a pálpebra desce, o seu bordo gira sobre a superfície curva da córnea. Assim, a amplitude é melhor 26 Introdução Geral e Objetivos representada em graus do que em milímetros (Evinger, Manning and Sibony 1991; VanderWerf, Brassinga, Reits, Aramideh and Ongerboer de Visser 2003). A variação da amplitude do pestanejo situa-se entre 10 e 60º. Por seu turno, a amplitude média mantém-se semelhante nas diferentes faixas etárias, observando-se uma pequena diminuição em indivíduos dos 80 aos 89 anos (28,4º ± 2,5 Erro padrão) quando comparada com indivíduos dos 40 aos 49 anos (37,8º ± 4,6 Erro padrão) (Sun, Baker, Chuke, Rouholiman, Hasan, Gaza, Stava and Porter 1997). Isto não significa que há alteração nos mecanismos centrais de controle da amplitude do pestanejo. A razão mais plausível prendese com a posição da pálpebra superior que é mais baixa nos idosos (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). Em relação à cinética do movimento e concretamente em relação à sua velocidade máxima, esta é sempre alcançada durante a fase descendente, face à cessação da atividade muscular do MEPS, da força exercida pela contração do MOO e das forças passivas. Por seu turno a fase ascendente é mais lenta, já que resulta apenas da contração do MEPS (Evinger, Manning and Sibony 1991; Guitton, Simard and Codere 1991). A ação do MOO não ocorre durante toda a fase descendente. Em termos cinéticos, há um momento em que, na fase descendente, a velocidade da pálpebra diminui progressivamente alcançando a sua amplitude máxima e iniciando a fase ascendente. Neste contexto, a velocidade máxima é atingida aproximadamente aos 70% de excursão da fase descendente (Malbouisson, Messias, Garcia, Cechetti, Barbosa and Cruz 2010). 27 Introdução Geral e Objetivos 1.4.2.2. Main sequence: relação entre amplitude, velocidade máxima e duração A relação entre a amplitude e o pico de velocidade é considerada linear (Evinger, Manning and Sibony 1991; Garcia, Messias, Costa, Pinto, Barbosa and Cruz ; Sun, Baker, Chuke, Rouholiman, Hasan, Gaza, Stava and Porter 1997). Esta característica é conhecida como main sequence (um termo oriundo da astronomia). Figura 14 - Registo num indivíduo normal, mostrando a relação entre amplitude e velocidade máxima do pestanejo espontâneo (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). Originalmente, main sequence designava a relação entre o brilho de uma estrela e a sua temperatura. A literatura sobre a main sequence do PE é escassa. Em estudos da cinética do movimento dos músculos extraoculares, esta expressão designa a relação entre o pico de velocidade e a amplitude dos movimentos sacádicos oculares (Bahill, Clark and Stark 1975). Por analogia, o 28 Introdução Geral e Objetivos conceito foi utilizado na caracterização dos movimentos palpebrais para expressar a relação entre a amplitude e a velocidade dos mesmos. A inclinação desta relação, designada main sequence é indicativa da atividade motora neuronal do MOO (Hasan, Baker, Sun, Rouholiman, Chuke, Cowen and Porter 1997). Dependendo da magnitude da inclinação da main sequence da fase descendente, a duração das fases de subida e descida irá aumentar moderadamente com a amplitude (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011; Evinger, Manning and Sibony 1991; Guitton, Simard and Codere 1991). 1.4.2.3. Taxa de pestanejo espontâneo A relação entre o número de pestanejos realizado num determinado período de tempo designa-se taxa de pestanejo espontâneo (TPE). Para a avaliar solicitamos ao observador para fixar determinado objeto e contabilizamos o número total de pestanejos, o qual é dividido pelo tempo de observação em minutos. A TPE é assim expressa como uma taxa média de pestanejos/minuto. Desde 1927, após a sua descrição por Ponder e Kennedy (Ponder and Kennedy 1928), a determinação da TPE "normal" tem sido objeto de várias abordagens, em diferentes áreas de investigação. Assim, o PE já ocorre na vida intrauterina (Petrikovsky, Kaplan and Holsten 2003). A TPE aumenta na infância (Lavezzo, Schellini, Padovani and Hirai 2008) e estabiliza na vida adulta (10 a 20 pestanejos/minuto) (Bacher and Allen 2009; Bacher and Smotherman 2004; Bacher and Smotherman 2004; Bentivoglio, Bressman, Cassetta, Carretta, Tonali and Albanese 1997; Petrikovsky, Kaplan and Holsten 2003). Para além disso, situações que interferem no estado mental do indivíduo 29 Introdução Geral e Objetivos alteram a taxa normal do pestanejo. Assim, situações de stress como falar em público (Mori, Egami, Nakamori, Ohtsuki, Aikawa, Shintani, Matsumoto, Goto and Tsubota 2008), estado de vigília prolongada (Barbato, De Padova, Paolillo, Arpaia, Russo and Ficca 2007; Barbato, Ficca, Muscettola, Fichele, Beatrice and Rinaldi 2000; Crevits, Simons and Wildenbeest 2003; De Padova, Barbato, Conte and Ficca 2009) ou estados de ansiedade (Karson 1983; Kojima, Shioiri, Hosoki, Sakai, Bando and Someya 2002) podem condicionar um aumento da frequência do pestanejo. Já as situações que exijam atenção do indivíduo como ler um livro, realização de atividades manuais ou ver um filme condicionam diminuição da frequência do pestanejo (Bentivoglio, Bressman, Cassetta, Carretta, Tonali and Albanese 1997; De Jong and Merckelbach 1990; Freudenthaler, Neuf, Kadner and Schlote 2003; Kaneko and Sakamoto 2001; Schaefer, Schaefer, Abib and Jose 2009; Schlote, Kadner and Freudenthaler 2004; Tsubota 1998; Tsubota and Nakamori 1993). Admite-se que os distúrbios psiquiátricos, neurológicos e o consumo de drogas que atuam sobre a TPE, sejam decorrentes de alterações no sistema dopaminérgico central. Assim, o PE é usado como um marcador não invasivo da atividade de circuitos cerebrais dopaminérgicos (Karson 1983). Foi observada uma correlação positiva entre a TPE e a transmissão da dopamina numa variedade de estudos clínicos de doentes com patologias relacionadas com disfunção desse neurotransmissor. Assim, verificou-se uma diminuição da TPE em pacientes com doença de Parkinson (Agostino, Bologna, Dinapoli, Gregori, Fabbrini, Accornero and Berardelli 2008; Karson, LeWitt, Calne and Wyatt 1982; Korosec, Zidar, Reits, Evinger and Vanderwerf 2006), com atraso mental, com distúrbios de comportamento repetitivos (Bodfish, Powell, Golden 30 Introdução Geral e Objetivos and Lewis 1995; Goldberg, Maltz, Bow, Karson and Leleszi 1987), paralisia supranuclear progressiva (Bologna, Agostino, Gregori, Belvisi, Ottaviani, Colosimo, Fabbrini and Berardelli 2009; Esteban, Traba and Prieto 2004), abuso de álcool (Ponder and Kennedy 1928) e doentes consumidores de cocaína (Colzato, Van den Wildenberg and Hommel 2008). Pelo contrário, nos distúrbios que cursam com atividade aumentada da dopamina, há um significativo aumento da TPE. Os exemplos são numerosos e incluem a esquizofrenia (Chen, Lam, Chen and Nguyen 1996; Mackert, Woyth, Flechtner and Volz 1990; Stevens 1978), a doença de Huntington (Esteban, Traba and Prieto 2004; Karson, Burns, LeWitt, Foster and Newman 1984), a distonia focal (Esteban, Traba and Prieto 2004), o autismo (Goldberg, Maltz, Bow, Karson and Leleszi 1987), o síndrome de Prader-Willi (Holsen and Thompson 2004), o déficit de atenção/hiperatividade (Fukui, Svenningsson, Matsuishi, Higashi, Nairn, Greengard and Nishi 2003; Konrad, Gauggel and Schurek 2003), a depressão (Mackintosh, Kumar and Kitamura 1983), a psicose (Karson, Goldberg and Leleszi 1986; Lovestone 1992), o transtorno do pânico (Kojima, Shioiri, Hosoki, Sakai, Bando and Someya 2002) e o síndrome do X frágil (Roberts, Symons, Johnson, Hatton and Boccia 2005). Em oftalmologia, tem-se estudado, prioritariamente, a relação entre o pestanejo e a superfície ocular. Foi demonstrado que fatores locais da superfície ocular modulam a TPE. É exemplo de diminuição da frequência do pestanejo, a anestesia tópica da córnea (Freudenthaler, Neuf, Kadner and Schlote 2003; Garcia, Messias, Costa, Pinto, Barbosa and Cruz ; Naase, Doughty and Button 2005; Nakamori, Odawara, Nakajima, Mizutani and Tsubota 1997). Por seu turno, os portadores de lente de contato (York, Ong 31 Introdução Geral e Objetivos and Robbins 1971) e os doentes com olho seco (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011; Nakamori, Odawara, Nakajima, Mizutani and Tsubota 1997) apresentam um aumento da TPE. 1.4.2.4. Distribuição dos intervalos de tempo entre pestanejos Para além da amplitude e da TPE, o pestanejo também é caracterizado pelo intervalo de tempo entre pestanejos (ITP). Ponder e Kennedy demonstraram que o ITP, considerando pestanejos consecutivos não é fixo (Ponder and Kennedy 1928). Isso significa que indivíduos com a mesma TPE podem pestanejar de formas diferentes. Estes autores foram, provavelmente, os primeiros a constatar que os intervalos variam bastante entre indivíduos (Ponder and Kennedy 1928) e no mesmo indivíduo (Garcia, Pinto, Barbosa and Cruz 2011). Trabalhos de investigação subsequentes apresentam resultados pouco concordantes. No geral, há um problema de amostragem nestes estudos destinados a estabelecer padrões de distribuição ITP. Todos esses estudos foram realizados com análise de vídeo, sendo os tempos de observação muito curtos (geralmente 3 a 5 minutos). Se considerarmos que um indivíduo normal pestaneja mais de 1000 vezes por hora, amostras formadas pelos pestanejos que ocorrem em 3 a 5 minutos, tornam-se extremamente pequenas e variáveis (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). 32 Introdução Geral e Objetivos 1.5. Orbitopatia de Graves Orbitopatia de Graves (OG) é o nome dado à doença autoimune orbitária caracterizada pela presença de retração palpebral associada à proptose, estrabismo restritivo ou neuropatia ótica (Bartley and Gorman 1995; Burch and Wartofsky 1993). Figura 15 - Caso clínico de orbitopatia de Graves. Doente de 16 anos de idade, com bócio (hipertiroidismo) e orbitopatia (proptose e retração palpebral). A grande maioria dos doentes apresenta algum grau de disfunção tiroideia, com destaque para o hipertiroidismo ou doença de Graves, que está presente em 90% dos casos (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996) (figura 15). É de salientar que há doentes 33 Introdução Geral e Objetivos eutiroideus e hipotiroideus com OG (Burch and Wartofsky 1993). A razão para este achado é que quer a órbita quer a tiróide são órgãos-alvo deste processo autoimune. Assim os doentes portadores de doença orbitária podem não apresentar o quadro endocrinológico. Posteriormente o desenvolvimento da doença orbitária é independente dos níveis séricos de hormonas tiroideias (Bahn 2010; Waller 1982). Em termos fisiopatológicos, a OG é um fenómeno autoimune devido à interação entre os autoanticorpos anti-recetor da hormona estimulante da tiróide (TRAb) e os fibroblastos orbitários. Estes são considerados as principais células efetoras da OG (figura 16), devido à sua capacidade de resposta a algumas citocinas e à interação com os autoanticorpos deste processo autoimune. Estudos recentes têm demonstrado que a ativação do recetor da hormona estimulante da tiróide (TSH) dos fibroblastos orbitários aumenta a síntese de ácido hialurónico e a adipogénese, provocando espessamento dos músculos extraoculares e aumento do componente adiposo orbitário (Bahn 2010; Iyer and Bahn 2012; Smith, Tsai, Shih, Tsui, Chen, Han, Naik, King, Press, Kamat, Goldberg, Phipps, Douglas and Gianoukakis 2008). A deteção dos níveis de TRAb é muito útil no diagnóstico (Jang, Shin, Lee, Choi, Lee and Yoon 2013; Michalek, Morshed, Latif and Davies 2009), follow up(Maugendre and Massart 2001; Tada, Mizuta, Takano, Tatsumi, Izumi, Hidaka and Amino 2003), monitorização do tratamento (Jang, Shin, Lee, Choi, Lee and Yoon 2013; Tada, Mizuta, Takano, Tatsumi, Izumi, Hidaka and Amino 2003) e prognóstico (Maugendre and Massart 2001) de doentes com OG. Alguns trabalhos demonstraram a existência de uma correlação direta dos níveis de TRAb com a prevalência de OG (Khoo, Ho, Seah, Fong, Tai, Chee, 34 Introdução Geral e Objetivos Eng, Aw and Fok 1999), assim como com o grau de atividade (Gerding, van der Meer, Broenink, Bakker, Wiersinga and Prummel 2000; Wakelkamp, Bakker, Baldeschi, Wiersinga and Prummel 2003) e gravidade (Eckstein, Plicht, Lax, Neuhauser, Mann, Lederbogen, Heckmann, Esser and Morgenthaler 2006; Morris, Hay, Nelson and Jiang 1998) da doença. Existe uma relação direta entre níveis de TRAb e prognóstico tanto da OG como do hipertiroidismo (Eckstein, Lax, Losch, Glowacka, Plicht, Mann, Esser and Morgenthaler 2007). De salientar que foi demonstrada uma relação direta entre os níveis de TRAb e o grau de proptose (Gerding, van der Meer, Broenink, Bakker, Wiersinga and Prummel 2000). Figura 16 - Mecanismos moleculares da orbitopatia de Graves (Bahn 2010). IGF-I: fator de crescimento semelhante à insulina tipo 1; TNF: fator de necrose tumoral; TGF-β: fator de transformação de crescimento beta. 35 Introdução Geral e Objetivos Clinicamente, o atingimento do tecido adiposo e muscular da órbita pode variar. Nunery classificou a OG em dois subtipos clínicos (Nunery 1991). A orbitopatia subtipo 1 (lipogénica) caracteriza-se pelo aumento da gordura orbitária, com pouco ou nenhum aumento muscular. Os pacientes com subtipo 1 de OG são, na maioria, do sexo feminino (relação feminino/masculino 8:1) e costumam apresentar motilidade ocular normal, ausência de sinais inflamatórios, exoftalmias simétricas e evolução geralmente benigna. A orbitopatia subtipo 2 (miogénica) é caracterizada pelo comprometimento predominantemente muscular. Como consequência, pacientes com este subtipo apresentam maior predisposição para desenvolver diplopia, proptose assimétrica, processos inflamatórios e neuropatia ótica compressiva. Geralmente o subtipo miogénico inicia-se em idades mais avançadas e apresenta menor relação feminino/masculino (2:1) (Nunery 1991). A B C Figura 17 - Doente com subtipo lipogénico de orbitopatia de Graves. A e B: aspeto facial. C: tomografia computorizada (corte axial) mostra exoftalmia simétrica com aumento do compartimento adiposo. A B C Figura 18 - Doente com subtipo miogénico de orbitopatia de Graves: estrabismo restritivo e diplopia. A: aspeto facial. Tomografia computorizada (B: corte coronal; C: corte axial): espessamento dos músculos extraoculares. 36 Introdução Geral e Objetivos Os critérios diagnósticos para OG foram definidos em 1995 por Bartley e Gorman (Bartley and Gorman 1995). A OG deve ser considerada quando há presença da retração palpebral associada a pelo menos um dos seguintes sinais: disfunção tiroideia, proptose, neuropatia ótica e/ou atingimento dos músculos extraoculares. Na ausência de retração palpebral, o diagnóstico é estabelecido diante da disfunção tiroideia com proptose, neuropatia ótica e/ou envolvimento dos músculos extraoculares. A retração palpebral superior é a característica mais frequente da OG, descrita em uma série de casos em cerca de 90% dos pacientes (Day 1959). Apesar de a retração das pálpebras superiores ser o achado clínico mais comum na OG, as pálpebras inferiores também estão comprometidas em aproximadamente 25% dos pacientes (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996). Figura 19 - Doente de 10 anos de idade, com retração palpebral superior e inferior por orbitopatia de Graves. A proptose ocular (ou exoftalmo) ocorre em, aproximadamente, 60% dos doentes com OG, estando relacionada com o aumento dos tecidos muscular e 37 Introdução Geral e Objetivos adiposo orbitários (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996). A análise da evolução temporal da exoftalmometria mostra que 72 a 80% dos casos permanecem estáveis, 16 a 23% sofrem aumento maior que 2 mm e 5% podem diminuir espontaneamente (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996). A protrusão ocular nos pacientes com OG geralmente é simétrica, porém pode haver assimetria em 9% dos pacientes (Soroudi, Goldberg and McCann 2004). O grau de protrusão ocular é medido pela exoftalmometria. Em 1904 Hertel (Hertel 1905; Hertel and Simonsz 2008) apresentou um instrumento para obtenção de valores do posicionamento anteroposterior do olho: tomando como base o rebordo orbitário lateral e com o auxílio de espelhos pode ser obtida a distância até o ápice da córnea. Posteriormente surgiram críticas em relação à precisão do aparelho desenhado por Hertel (Frueh and Frueh 2007; Vardizer, Berendschot and Mourits 2005) e novas formas de efetuar essa medição (Luedde 1938; Naugle and Couvillion 1992). No entanto até hoje nenhum é consensual, pelo que o exoftalmómetro de Hertel continua a ser o instrumento utilizado com maior frequência na prática clínica. As medidas exoftalmométricas refletem a interação entre o continente ósseo da órbita e seu conteúdo. A cavidade óssea orbitária circunda completamente os tecidos moles orbitários, com exceção da porção anterior, fazendo com que a posição do globo em relação à órbita seja um indicador de alterações orbitárias (Vardizer, Berendschot and Mourits 2005). O grau de protrusão ocular pode ser bem quantificado por meio da exoftalmometria clínica. No entanto o interior da órbita contém várias estruturas, e medidas relacionadas às estruturas intraorbitárias não são passíveis de serem 38 Introdução Geral e Objetivos adquiridas clinicamente. Assim as medições exatas do interior da órbita só se tornam possíveis por meio de amostragem cirúrgica (Rogers and Bojovic 2010), estudos em cadáveres (Shams, Abed, Shen, Adds and Uddin 2012) e, mais recentemente, com os exames de imagem. Desde a descoberta da radiação ionizante (raio-X) no final do século XIX, os métodos de imagem na área médica evoluíram substancialmente. Inicialmente a radiografia simples era a técnica mais utilizada para avaliação das doenças de órbita; no entanto, com o aparecimento de técnicas de imagem mais modernas e que permitem um estudo mais rigoroso e detalhado da órbita, esta foi substituída principalmente pela tomografia computadorizada e a ressonância nuclear magnética (Dutton 2010). Figura 20 - Doente com 14 anos de idade com retração palpebral e proptose grave por orbitopatia de Graves. O aumento da musculatura ocular externa na OG acontece em aproximadamente 55% dos pacientes (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996), podendo variar desde um incremento discreto de alguns músculos até o alargamento de todos os músculos (principalmente os músculos reto medial e reto inferior) (Burch and Wartofsky 39 Introdução Geral e Objetivos 1993). Uma característica marcante da OG é o aumento dos músculos extraoculares, poupando as inserções musculares tendinosas (Trokel and Jakobiec 1981). Este fenómeno condiciona o desenvolvimento de estrabismo restritivo em 43% dos doentes (figura 20), enquanto 6% evoluem para neuropatia ótica. Esta deve-se a compressão do nervo ótico no ápice da órbita (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996). A B Figura 21 - Doentes com orbitopatia de Graves, com estrabismo restritivo (A: hipotropia; B: endotropia). A neuropatia ótica é considerada a complicação mais grave e a causa mais frequente de perda de acuidade visual irreversível. Afeta 3 a 8% dos doentes com OG (Wiersinga and Bartalena 2002). É um quadro clínico com enorme variabilidade de apresentação devido à sua etiologia multifatorial. O principal mecanismo proposto para a perda visual na OG é a compressão do nervo ótico no ápice da órbita pelo aumento dos músculos extraoculares (“apical crowding”) (Jorge, Scott, Akaishi, Cruz and Flynn 2003; Kennerdell, Rosenbaum and El-Hoshy 1981; Neigel, Rootman, Belkin, Nugent, Drance, Beattie and Spinelli 1988). Existem, no entanto, outros mecanismos que poderão estar também na origem da neuropatia ótica associada à OG: compressão da vascularização (originando estase venosa e/ou neuropatia 40 Introdução Geral e Objetivos isquémica); em doentes com proptose marcada, o alongamento do nervo ótico (pode provocar fenómenos isquémicos); em doentes com proptose mínima, a rigidez do septo orbitário pode originar maior compressão no ápice da órbita (Saavedra and Fernández 2011). Os principais fatores de risco orbitários para o desenvolvimento de neuropatia ótica são a restrição da motilidade ocular (especialmente supradução menor que 30º) e o grau de aumento do volume dos músculos extraoculares (Feldon, Muramatsu and Weiner 1984; McKeag, Lane, Lazarus, Baldeschi, Boboridis, Dickinson, Hullo, Kahaly, Krassas, Marcocci, Marino, Mourits, Nardi, Neoh, Orgiazzi, Perros, Pinchera, Pitz, Prummel, Sartini and Wiersinga 2007). Os principais fatores de risco sistémicos são a diabetes (Kalmann and Mourits 1999) e o tabagismo (Prummel and Wiersinga 1993). Dado tratar-se de uma entidade frequentemente subdiagnosticada é de salientar a importância de uma anamnese e uma avaliação oftalmológica completa em todos os doentes com OG. Uma acuidade visual normal não exclui o diagnóstico; os exames auxiliares de diagnóstico, nomeadamente teste de sensibilidade cromática, perimetria computorizada, tomografia de coerência ótica, estudo eletrofisiológico e exames de imagem (tomografia computorizada e ressonância magnética nuclear) têm um papel importante no diagnóstico desta patologia. Relativamente ao tratamento, o uso de corticóides como tratamento inicial é universalmente aceite (Saavedra and Fernández 2011). Em casos com contraindicação para o uso de corticóides ou em que estes não foram eficazes, a radioterapia orbitária poderá estar indicada (Stiebel-Kalish, Robenshtok, Hasanreisoglu, Ezrachi, Shimon and Leibovici 2009). A descompressão orbitária com o objetivo de expansão cirúrgica do ápice da 41 Introdução Geral e Objetivos órbita está especialmente indicada em casos que não respondem aos imunossupressores e/ou à radioterapia; deve ser feita de forma urgente e associada a pulsos de corticoterapia endovenosos, se a perda visual é rápida (menos de 1 semana) e grave (acuidade visual menor que 20/200) (StiebelKalish, Robenshtok, Hasanreisoglu, Ezrachi, Shimon and Leibovici 2009). A B Figura 22 - Doente com neuropatia ótica por compressão do nervo ótico no ápice da órbita devido ao espessamento exuberante dos músculos extraoculares (A: aspeto facial; B: tomografia computorizada, corte axial). 1.5.1 Retração palpebral superior A retração da pálpebra superior é o sinal mais comum e característico da OG (Day 1959; Lebensohn 1964; Scott and Siatkowski 1999). Apesar de ser bem reconhecida desde o século XIX, é ainda alvo de grande controvérsia. Foi efetuada uma revisão extensa, incluindo aspetos históricos, etiologia, diagnóstico e tratamento médico e cirúrgico. Os mecanismos responsáveis pela retração palpebral são ainda tema de discussão. Apesar de ser uma patologia com etiologia multifatorial, ainda não foram descritos subtipos de retração palpebral superior. Os inúmeros procedimentos cirúrgicos descritos para a sua correção, mostram que não há consenso entre os cirurgiões sobre qual o melhor método a ser utilizado. 42 Introdução Geral e Objetivos SURVEY OF OPHTHALMOLOGY VOLUME 58 NUMBER 1 JANUARY–FEBRUARY 2013 MAJOR REVIEW Graves Upper Eyelid Retraction Antonio Augusto Velasco Cruz, MD,1 Sara F.T. Ribeiro, MD,2 Denny M. Garcia, BSc,1 Patricia Mitiko Akaishi, MD,1 and Carolina T. Pinto, MD1 1 Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology, and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Brazil; and 2Hospital de São João, School of Medicine, University of Oporto, Portugal Abstract. Graves upper eyelid retraction (GUER) is the most common and characteristic sign of Graves orbitopathy. Despite being well recognized since the 19th century, GUER is still a subject of controversy. We review GUER, including historical aspects, diagnosis, methods of measurements, ocular surface abnormalities, etiology, and medical and surgical treatments. There is no consensus about the mechanisms of its etiology or the best surgical correction. There is a need for quantitative studies on the effects of GUER on lid movements. (Surv Ophthalmol 58:63--76, 2013. Ó 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.) Key words. Graves disease eyelid movements I. Introduction management upper eyelid retraction Although many patients similar to the women examined by Graves and Von Basedow had existed in antiquity,17,121 only within the last two centuries has the position of the upper lids in Graves disease became a specific subject in the medical literature. In the Lancet in 1849, Cooper discussed a case of a patient with exophthalmos and goiter. He alluded to John Dalrymple’s explanation of the eye changes in the following words: A. HISTORICAL BACKGROUND The eye changes associated with a disease that combined palpitations and goiter described in 1786 by Parry120 were already well recognized by the 19th century. Robert J. Graves, in his twelfth lecture presented in 1835 at the Meath Hospital in Dublin, described a woman who had findings that were initially thought to be hysterical. He noticed that ‘‘the eyes assumed a singular appearance, for the eyeballs were apparently enlarged, so that when she slept or tried to shut her eyes, the lids were incapable of closing. When the eyes were open, the white sclerotic could be seen to a breadth of several lines, all round the cornea.’’65 Five years later Von Basedow published similar observations about a Mrs F, who was one of his four patients. She was described as having ‘‘eyes so protruded that one could see the sclera above and below the cornea. The eyelids were spread wide apart and with much force she was unable to bring them together, and slept with wide open eyes.’’43,158 Dalrymple relates a case of a gentleman whose eyes were so protruded that they were nearly denuded of the protection of the upper lid by a constant and powerful spasm of the levator palpebrae superioris, which drew the lids, so far upwards and backwards, that much of the sclera above the cornea was visible.30,87 The English ophthalmologist John Dalrymple clearly identified the levator palpebrae superioris muscle (LPS) as the source of the upper lid retraction. He was the first to differentiate lid retraction from 63 Ó 2013 by Elsevier Inc. All rights reserved. 0039-6257/$ - see front matter doi:10.1016/j.survophthal.2012.02.007 43 Introdução Geral e Objetivos 64 Surv Ophthalmol 58 (1) January--February 2013 CRUZ ET AL TABLE 1 Eponyms Associated with Upper Eyelid in Graves Disease Eponym Name Sign 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Dalrymple Boston von Graeffe Rosenbach Stellwag Kocher Pochin Mean Joffroy Sainton Gellinek Riesman Enroth Vigouroux Gifford Lid retraction Jerky and uneven downward movement of the lid Upper lid lag on downgaze Tremor of gently closed lids Incomplete and infrequent blinking Retraction of the lid during fixation Reduced amplitude of blinking Increased superior scleral show on upgaze On looking up the normal creases are absent from the forehead The frontalis contracts only after the levator action has ceased Abnormal pigmentation of the lid Bruit over eyelid Edematous swelling of the lids Puffiness of the lids Difficult eversion of the lid exophthalmos, and his name passed to history as a synonym of Graves upper eyelid retraction (GUER). In the last years of the 19th century and the beginning of the 20th century, several physicians observed that, besides being retracted, the upper eyelids of Graves patients had abnormalities that became known as signs bearing their names. Table 1 summarizes 15 eponyms associated with GUER abnormalities.23,36,96 Eponyms 11--15 refer to nonspecific structural abnormalities; the first 10 indicate anomalies of lid function, a subject that will be addressed later on. II. Diagnosis A. NORMAL RESTING UPPER EYELID POSITION Retraction implies that the resting position of the affected lid is abnormally high. This definition requires a statistical knowledge of the distribution of the lid position in the normal population. In the past, the upper limbus was commonly used as a reference for a qualitative assessment of lid position.36,62 Although some lid surgeons adopted the lower limbus as the reference for measurement of upper lid position,105,133 most measurements now use the center of the pupil.54 There are few published data on the midpupil to upper lid margin distance (MPLD) in large samples of normal patients. In his thesis for the American Ophthalmological Society, Frueh was the first to provide statistical parameters of MPLD distribution. He measured 111 normal patients (64 women and 47 men; mean age, 42.7 years) and obtained a mean value of 3.5 mm and a standard deviation (SD) of 0.9 mm. The maximum value observed was 6.0 mm.54 Frueh’s results were corroborated by another 44 study that analyzed the effect of age on palpebral fissure morphology.159 In that study 320 patients ranging in age from 10 to 89 years were divided into eight age groups of 40 patients each (20 men and 20 women). Each age group had a bin width of 10 years. Although the results of the MPLD were provided only in graphic form, using a digitization process we estimate that the plotted means and standard deviations varied across groups from 3.3-3.85 1.10--1.92 (SD) mm. These values were not significantly different, and lid position remained stable over the whole age period studied.159 Assuming that the published mean values and standard deviation of MPLD derive from a normal distribution, only 2.25% of normal patients have upper lids higher than the mean þ 2 SD (3.5 þ 1.8), or 5.3 mm, above the midpupil. Given that the vertical corneal diameter is on average 11 mm, an MPLD of 5.3 mm is approximately at the upper limbus. So, it is acceptable to consider eyelids resting at or above the limbus as retracted.5,7,143 The diagnosis of GUER cannot be based only on a single measurement. MLPD asymmetries are also important. A patient may present with both lids within the normal range (OD 5 3.0 mm and OS, 5.0 mm) and yet have left lid retraction. Frueh concluded that the lid position was highly correlated between eyes (r 5 0.90), but did not provide any distribution of MLPD differences between the eyes. It seems reasonable to consider asymmetries greater than 1.0 mm as not normal and if both eyelids are within the normal, range (3.5--5.5 mm), the differential diagnosis is between retraction of the higher eyelid and ptosis of the lower eyelid. In this situation, other signs such as variability of the lid position and contour abnormalities are highly indicative of GUER. Introdução Geral e Objetivos 65 GRAVES UPPER EYELID RETRACTION Fig. 1. Left: Clinical appearance of a patient with lateral lid flare sign. Right: The dashed line represents normal upper eyelid contour. The solid line is the patient’s lid contour. The vertical bar indicates the midpupil lid distance (MPLD). Notice that the retraction is more evident laterally than medially. B. LATERAL LID FLARE SIGN The importance of qualitative clinical judgment in assessing GUER was well addressed by Waller, who recognized that a single measurement of lid position did not capture the high variability of GUER. He also relied on the observation of the lateral flare for the diagnosis of difficult cases.163 The description ‘‘lateral flare’’ denotes the enhanced retraction of the lateral aspect of the eyelid, a feature that was recognized since the first publications on surgical correction of GUER. On two-dimensional images the lateral flare is seen as an increase of the temporal area of the fissure33 and a lateral displacement of the eyelid contour peak32 (Fig. 1). This phenomenon probably reflects a state of LPS contraction because voluntary upper lid retraction in normal subjects induces a typical ‘‘flare sign’’. where R is the radius of the globe assuming that the eye is spherical. The length of the arc AB is always greater than AC. The differences between curved and linear measurements are small, and any increase in the linear dimension reflects worsening of the retraction. C. METHODS OF MEASUREMENT In clinical settings the lid position is usually measured with a millimeter ruler as a linear distance between the pupil center and the edge of the lid margin at the twelve o’clock position.142 This measurement is performed with the examiner sitting at eye level relative to the patient, who is instructed to fixate on a distant target.44 If a light reflex is used to locate the pupillary axis, the measurement is referred to as margin reflex distance (MRD). Sometimes a subscript number is used to differentiate the upper (MRD1) from the lower (MRD2) lid.22,50,97,104,129,133 Photographs of the palpebral fissure projected on a grid159 or displayed as digital images on a computer screen32,44 are also used to measure MRD or MPLD. A linear measurement such as MRD or MPLD does not represent the exact amount of the excursion undergone by the retracted lid over the curved surface of the eye. As shown in Fig. 2, the curved excursion of the lid is related to the linear MPLD AC , measurement by the expression AB5R arcsin R Fig. 2. Relationship between the position of the upper eyelid measured as a linear distance AC from the pupillary center (B) and the length of the arc AB. Assuming that the eye is approximately spherical with a radius R, then AC AB5R arcsin . R 45 Introdução Geral e Objetivos 66 Surv Ophthalmol 58 (1) January--February 2013 CRUZ ET AL III. Prevalence Lid retraction is one of the most common signs of Graves orbitopathy (GO) and a major diagnostic criterion for the disease.5 In early case series lid retraction was found in 94.0% of the patients.36 Population-based studies have yielded similar results. Bartley found that among incident cases of GO in Olmsted County, Minnesota, eyelid retraction was the most common ophthalmic feature of autoimmune thyroid disease, being present either unilaterally or bilaterally in more than 90% of patients.4 Fig. 4. Young adult man with bilateral upper scleral show. This is a normal finding in a small portion of the population. IV. Differential Diagnosis Although there is a long list of conditions that elicit upper lid retraction,6 in the majority of cases the correct diagnosis is usually straightforward and easily made when the overall clinical picture of the patient is considered, including a comprehensive anamnesis, determination of thyrotropin receptor antibodies, thyroid hormone levels, and orbital imaging studies. In childhood, congenital upper lid retraction may simulate Graves disease,28,136,149 but the condition does not change with time, and thyroid hormones and orbital imaging studies are normal. As congenital lid retractions do not respond to topical guanethidine, they are thought to be caused by intrinsic LPS muscle abnormalities.2 Fig. 3 shows a case of congenital upper eyelid retraction. Notice that, instead of lid lateral flare, the contour is abnormal on the nasal aspect of the eyelid. Bilateral symmetric eyelids resting above the limbus may be a normal finding. As mentioned before, theoretically, the MRD1 of 2.25% of the population is greater than 5.3 mm. The patient shown in Fig. 4 is a normal young adult with bilateral upper scleral show. The patient reported that several healthy members of his family, including his mother, sister, and several aunts and uncles, had a similar appearance. Unilateral acquired ptosis may be confounded with contralateral lid retraction (pseudoretraction).13,63,71,95,103,106,108,135 This type of lid retraction is explained by the synergistic motor correspondence of the levator muscles (Hering’s law). A similar mechanism explains the rare cases of lid retraction occurring in the non-paretic eye in acquired ophthalmoplegia.86 Collier’s sign is the term used to describe the lid retraction that occurs in the dorsal midbrain syndrome caused by several neurological diseases such as pinealoma, hydrocephalus, subthalamic or midbrain arteriovenous malformations, thalamic-mesencephalic infarction, disseminated sclerosis, and encephalitis.6,57,58,61,91 Parinaud syndrome is the combination of lid retraction, paralysis of the vertical gaze, convergence retraction nystagmus on attempted upgaze, and pupillary light-near dissociation.130 Paradoxical lid retraction may also occur in myasthenia gravis.89,124,146 Other situations that may be confounded with GUER include high myopia,6 prominent glaucoma filtering blebs,126 orbital floor fractures with entrapment of the inferior rectus muscle,6,127 orbital neoplasms,6 contact lens use,6,164 and sympathomimetics.6 The Summerskill sign is upper lid retraction associated with hepatic cirrhosis;150 Bartley points out, however, that the patients described in Summerskill’s original paper most likely had Graves disease,3 and the association is questionable.109 V. Upper Eyelid Movements and Ocular Surface Changes Fig. 3. A seven-year old boy with congenital asymmetric upper eyelid retraction. Notice the peculiar notch on the medial portion of both upper lids. 46 The upper eyelids are constantly in motion. During the waking hours we spontaneously blink 10 to 30 times per minute34 and when we look down or up the lids follow the eye movement. These lid movements that follow rapid changes in vertical gaze fixation are known as lid saccades.9 Spontaneous blinks and lid saccades frequently overlap, but they are studied separately because these movements have different kinematic properties, and the forces involved in their generation also differ.48 Introdução Geral e Objetivos 67 GRAVES UPPER EYELID RETRACTION Downward lid saccades are passive movements that are generated by the relaxation of the stretched elastic components of the lid (tarsal plate, medial and lateral tendons, and Whitnall ligament). Upward saccades, on the contrary, are produced by the active contraction of the levator muscle.48 Downward lid saccades are supposed to be abnormal in GUER. The so-called ‘‘Boston sign’’ (jerky and uneven downward movement of the lid) describes an abnormality of the downward lid saccades. The time-honored von Graefe sign also refers to an abnormal function of the elastics components of the upper lid.49 The exact meaning of this sign has been a subject of controversy. For many the sign is a synonymous with lid lag or, in other words, a downward saccadic movement with reduced amplitude.24,36,96 Harvey and Anderson do not agree with this interpretation. They noticed that a specific phrase of the original von Graefe’s paper (‘‘aufgehobnen Consensus zwischen Lidbewegung und Hebung und Senkung der Visirebene’’) referred to an abolishment of the lid eye coordination rather than a true lid lag. Or, in other words, the sign is a dynamic abnormality of the downward lid saccades (velocity) instead of a static phenomenon (lid lag).75 This point of view was adopted in a recent work that assessed the frequency of von Graefe sign and lid lag as distinct signs.56 From a historical point of view, the distinction between reduced amplitude (lid lag) and a slower rate of downward lid saccade is untenable. In the original paper the phrase quoted by Harvey and Anderson is followed by a paragraph that can be translated as: When we, healthy people, move the eyegaze up and downwards the upper lid follows this movement. In Basedow’s patients the lid movement is absent or reduced to a minimum. It is clear that von Graefe did not consider loss of lid eye coordination and reduced amplitude of the lid movement as different signs. In any case, there is a surprising paucity of quantitative investigations on the effect of GUER on the upper eyelid dynamics. The von Graefe sign and/or lid lag are simply recorded qualitatively as absent or present.36,56 Falcão et al measured with a video technique upper lid saccades in a small sample of 15 patients with GUER with a mean MRD1 of 6.6 mm. The lid saccades appeared to be grossly normal, but their amplitudes were reduced compared to a control group.49 Considering that the upper lid retractors are not always thickened in GUER, further studies are necessary to establish the real impact of the disease on lid saccades. Data on simultaneous lid and eye saccadic recording with magnetic search coils167 are still lacking in GUER. The rate and amplitude of spontaneous blinks are supposed to be abnormal in GUER. The Stwellwag sign refers to a marked increase in the blinking rate134 and the Pochin sign describes the opposite. We have documented both (Fig. 5). Because spontaneous blinking activity distributes the tear film over the ocular surface, its normal function is essential for the clarity of vision and the maintenance of corneal transparency.34 We are aware of Fig. 5. High and low spontaneous blinking rate in selected patients with lid retraction. Top: Stellwag sign (frequent blinking). The blinking rate of this patient was estimated as 155.2 blinks/min. Bottom: Pochin sign (infrequent blinking). This patient blinked only 2.9 blinks/min. 47 Introdução Geral e Objetivos 68 Surv Ophthalmol 58 (1) January--February 2013 just one study that measured several blink parameters such as the rate (blinks/min), amplitude (degree), maximum velocity (degrees/sec), and duration (msec) in GUER. The blink rate in patients with GO was variable, but the mean value (blinks/ min) tended to be lower than in normal patients. The absolute amplitude of the movements measured in degrees was similar to that of controls; when the amplitudes were converted to linear measurement and divided by MRD1, however, the blinks in GUER had smaller amplitudes compared to controls. The relationship between maximum velocity and amplitude, a characteristic known as main sequence,1 suggested that the blinks of Graves patients are slower than controls and consequently have longer durations.59 Although a clear picture of the effect of GUER on lid physiology is still lacking, patients with Graves orbitopathy show a constellation of ocular changes including superficial punctate keratitis, dry eyes, nocturnal lagophthalmos, superior limbic keratitis, and corneal ulcers.4,148,161 In the past all of these changes were attributed to a mechanical effect resulting from the combination of proptosis and lid retraction.16,80 In fact, lid retraction increases the palpebral fissure area, leading to an augmentation of tear evaporation and tear film hyperosmolarity.84 More recent studies have shown that some of the ocular surface changes are related to other causes such as lacrimal gland impairment41 and inflammatory disease.70,162,168 VI. Etiology Upper eyelid retraction is one of the most intriguing and disputed clinical manifestations of GO. Since Dalrymple made his observations on the LPS ‘‘spasm’’30 in the 19th century, several mechanisms have been proposed to account for upper eyelid retraction. A systematic review of the literature reveals three different mechanisms that are not mutually exclusive. A. MUSCLE HYPERACTION Hyperaction of the LPS was one of the first theories proposed to explain GUER and is still frequently found in the literature.26,47,64,68,69,73, 74,76,78,79,88,101,110,116,122,125,137,145 Dalrymple used the term ‘‘spasm’’ to express this idea. Small examined 10 specimens of LPS proximal to the Whitnall ligament and demonstrated that the muscle fibers were enlarged compared with the controls, with minimal signs of fibrosis.144 Innervational influences can also lead to LPS hyperaction. LPS action is normally linked to that of the superior 48 CRUZ ET AL rectus. In the setting of inferior rectus restriction, any effort to maintain vertical eye alignment results in an increased innervation to both the superior rectus and LPS. This mechanism has been known since the last century123 and receives frequent mention in the literature.21,22,26,27,47,53,55,66,69,73,74, 76,79,107,111,112,118,128,137,140,145,165 Finally, it was shown that hyperthyroidism in rabbits leads to a reduced number of palpebral orbicularis oculi muscle fibers.74 If such an effect exists in humans, a reduced tonus of the orbicularis muscle would be accompanied by levator muscle overaction, a finding commonly seen in Bell palsy. Since the classical paper by Pochin,123 Müller muscle hyperactivity has been frequently cited to account for GUER10,21,22,27,37,46,47,53,55,64,66--69,72--74,76, 78,79,88,101,107,112,115,116,118,122,125,128,137,140,145,147,165 and appears to be the cause of the temporary lid retraction seen in the early phases of Graves disease that spontaneously disappears with medical control of hyperthyroidism.35 The basis for this explanation is the well-known sympathetic activity of thyroid hormones and the correction of small amounts of GUER by topical administration of sympathicolytic agents such as guanethidine.20 B. THE CICATRICIAL OR RESTRICTIVE THEORY GUER is frequently seen as a restrictive problem. Similarly to the effects of Graves disease on the oculorotary muscles, the elastic components of the upper lid retractors may also become inflamed, with subsequent fibrosis (intrinsic abnormalities).64 This oft-cited11,37,67,78,80,125,143,145,147 theory has been corroborated by a few radiological studies that, using sagittal slices of magnetic resonance, have demonstrated that the LPS muscle is frequently thickened in patients with GUER.83,116 The involvement of Müller muscle in the cicatricial process induced by Graves orbitopathy is a subject open to debate. Rootman et al did not find any morphological or immunohistochemical changes in the Müller muscles of a sample of 32 patients who had undergone müllerectomy.132 In contrast, more recent studies have found compelling evidence that the Müller muscle is involved in the inflammation and fibrosis of Graves orbitopathy.26,140 The occurrence of anomalous cicatricial bands between the LPS and surrounding tissues such as the orbicularis oculi muscle and orbital septum was first proposed by Groove in 198168 and is mentioned by a number of lid surgeons.26,37,51,66,67,73,74,79,112,145 Such bands have not been observed by the vast majority of those who have surgically corrected Introdução Geral e Objetivos 69 GRAVES UPPER EYELID RETRACTION GUER (Table 2). Modern magnetic resonance imaging of the lids also fails to show this type of abnormal tissue. Feldon and Levin postulated the existence of such bands when they noticed that the dimensions of the superior complex on computed tomography scans did not correlate with the amount of lid retraction,51 but this conclusion was not supported by their data. The superior rectus was included in the measurements. C. MECHANICAL FACTORS Although the occurrence of lid retraction in the absence of exophthalmos has long been recognized,42,123 extreme degrees of proptosis exacerbate the retraction mechanically.98 In fact, if the position of the eye within the orbit is too anterior, the upper lid margin cannot cover the cornea and tends to rest on the globe equator. Although clearly a minor point in the etiology of GUER, this factor is cited in a number of publications.21,27,55,72,79,118,145 ocular irritation and discomfort.19 The drug, useful only in the mild forms of GUER, was poorly tolerated and is no longer administered.16,39,76 Botulinum toxin type A offers a different approach to the medical treatment of GUER. The drug acts on the neuromuscular junction, blocking acetylcholine release. With respect to GUER, its action is directed to the LPS muscle, provoking a temporary weakness. This type of chemodenervation is a good option for patients who cannot undergo or do not desire surgical treatment12,31,119,138,139,157 and can also be used as a temporary treatment for exposure keratitis and conjunctivitis during the active phase of the disease. The effect lasts 3--4 months, and there is a risk of diplopia and ptosis.40,153 Finally, in the early inflammatory phase of the orbitopathy, subconjunctival injection of triamcinolone has been reported to have reduced the retraction. The mechanism of this effect is probably the triamcinolone’s anti-inflammantory and antifibrotic actions.25 D. SUMMARY The large body of clinical observations supporting different mechanisms is strong evidence that GUER is multifactorial. Small and temporary lid retractions observed in the early phases of Graves disease are probably due to the sympathetic effects of hyperthyroidism. As the orbitopathy progresses, the inflammatory process involves both the levator and Müller muscles. Muscle overaction can be the result of such process or results from inferior rectus restriction. Lid retractions that are variable160 and do not show any evidence of lid lag56,69 may be explained by muscle overaction. A restrictive pattern of retraction can be explained by tissue changes and fibrosis in the lid retractors. It is unlikely that abnormal cicatricial bands play a role in the etiology of lid retraction. The mechanical influence of large amounts of proptosis is also a minor effect. Patients with GUER are often not proptotic.21,79,163 Although lid retraction may be improved after orbital decompression, this surgery does not fully correct lid retraction.76,82,163 VII. Management A. MEDICAL TREATMENT The first attempts to control GUER medically were during the 1960s, when it was demonstrated that topical administration of adrenergic blocking agents such as guanethidine reduced retraction.20,60 This treatment had limited success because of drug side effects such as vasodilatation, irritation, and B. SURGICAL CORRECTION The early attempts to alleviate GUER consisted of cervical sympathectomy, tarsorrhaphy, and blepharorrhaphy.62,80 The history of the surgical techniques (Table 2) specifically aimed to debilitate the upper eyelid retractors in GUER8,10,11,14--16,18,21,22,27,29,37-39,45,52,53,55,62,66,67,76--78,80--82,85,90,92--94,99,100,102,104,105, 107,110,111,113--115,117,118,122,125,128,129,131,137,141,143,145,147, 151,152,154--156,163,166 started in 1934 when Goldstein published his posterior approach to recess the LPS aponeurosis.62 Moran was probably the first to address the LPS muscle by an anterior approach and to pay attention to the contour abnormalities.110 He performed LPS disinsertion at the tarsal border and noticed that in some cases there was a residual lateral retraction. In order to manage this problem, he advocated myotomy, more intense on the lateral aspect of the muscle. The need to increase the debilitation of the retractors laterally was accepted as a key step in surgical procedures.16,22,27,29,38,45,52,76,77,81,82,92,100,102,107,110,114,117, 129,151,166 Baylis8 and Meltzer107 subsequently used an anterior approach but it was only when Harvey and Anderson76 detailed the advantages of the wide exposure obtained by the anterior approach that this technique became a standard option for GUER correction. In 1965, Henderson described the combination of müllerectomy and graded recession of the LPS by a posterior approach.80 At the same time, Callahan introduced the use of an absorbable spacer to lengthen the LPS.18 Meltzer replaced this alloplastic 49 50 Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession þ spacer Müllerectomy þ LPS recession LPS marginal myotomy LPS recession þ Spacer Müllerectomy þ LPS recession Müllerectomy þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS marginal myotomy Müllerectomy þ LPS recession LPS recession þ spacer Müllerectomy Müllerectomy þ LPS recession þ lateral tarsorrhaphy LPS recession þ Müller’s muscle recession þ tarsal pedicle rotational flaps Müllerectomy þ LPS recession Müllerectomy þ LPS recession þ tarsal fracture þ spacer Cross-face free muscle--tendon graft lateral tarsorrhaphy Müllerectomy Müllerectomy þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession Müllerectomy (2) Müllerectomy þ LPS tenotomies (11) Müllerectomy þ LPS recession (28) LPS recession LPS recession LPS recession LPS recession þ hang loose sutures LPS recession/myotomy Müllerectomy þ LPS recession LPS recession þ spacer Transverse tarsotomy Müller’s muscle recession þ LPS recession þ conjunctiva recession Müllerectomy Müllerectomy þ LPS partial tenotomy Müllerectomy Müller’s muscle recession þ LPS recession Müllerectomy þ LPS recession Müllerectomy þ LPS recession þ spacer Technique Posterior Posterior Anterior Anterior Posterior Anterior Anterior Posterior Posterior Posterior Anterior Posterior Anterior Anterior Anterior Posterior Anterior Anterior Anterior Posterior Anterior Posterior Anterior Anterior Posterior Anterior Posterior Posterior Posterior Anterior Posterior Posterior Posterior Anterior Posterior Anterior Posterior Posterior Approach No Sclera No No No No Sclera No No No No No Fascia lata, nasal cartilage, Sclera No No No No No Sclera, collagen film, dura-mater not stated Sclera No No Sclera No No No No Sclera No No No No No No Collagen film No No Spacer Not stated Not stated 1/2 Not stated Not stated Not stated Not stated Not stated/2 Not stated/11 Not stated/28 Not stated/50 Not stated/17 Not stated/6 Not stated Not stated 40/61 4/5 7/Not stated 14/24 32/53 Not stated Not stated Not stated 12/22 Not stated/114 1/2 1/2 2/4 1/1 2/3 Not stated Not stated 5/8 12/21 27/41 Not stated 10/20 17/29 Patients/Lids Surv Ophthalmol 58 (1) January--February 2013 Shorr (1986)141 Hedin (1985)78 Nicolai (1983)115 Leone (1984)99 Hurwitz (1983)82 Dixon (1982)37 Waller (1982)163 Kohn (1983)94 Chalfin (1979)22 Grove (1980)67 Doxanas (1981)39 Harvey (1981)76 Putterman (1981)128 Smith (1981)145 Meltzer (1978)107 Buffam (1978)16 Baylis (1976)8 Putterman (1972)125 Goldstein (1934)) Moran (1956)110 Henderson (1965)80 Callahan (1965)18 Schimek (1972)137 62 70 Author (Year) Surgical Techniques for Graves Upper Eyelid Retraction Correction TABLE 2 Introdução Geral e Objetivos CRUZ ET AL LPS/Müller’s muscle transposition LPS division þ hang-back sutures Blepharotomy þ central suture placement Müller’s muscle recession þ LPS recession Blepharotomy with intact conjunctival central bridge Blepharotomy Müller’s muscle recession þ LPS recession Blepharotomy Müllerectomy þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession LPS recession LPS recession Myotomy Müllerectomy/LPS recession LPS recession þ adjustable suture Müllerectomy þ LPS recession LPS recession LPS recession þ Müller’s muscle recession Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession LPS lengthening Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession with cautery Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession þ myotomy þ adjustable suture Müller’s muscle recession Müllerectomy LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS recession Müller’s muscle recession þ LPS 2--3 transverse incisions Müller’s muscle recession þ LPS recession þ myotomy þ adjustable suture LPS castellated lengthening Müller’s muscle recession þ LPS recession þ medial transposition of lateral horn Müller’s muscle recession þ LPS recession þ adjustable suture Marginal myotomy þ lateral tarsorrhaphy Müller’s muscle recession þ LPS recession LPS recession/Müller’s muscle recession LPS 5 levator palpebrae superioris muscle. Khan (2002)92 McNab (2004)105 Elner (2004)44 Ben Simon (2005)10 Hintschich (2005)81 Ivekovic (2005)85 McCracken (2008)104 Kikkawa (2010)93 Woog (1996)166 Tremolada (1997)154 Mourits (1999)114 Fenton (2002)52 Piggot (1995)122 Ceisler (1995)21 Olver (1995)118 Roncevic (1995)131 Tucker (1995)155 Uccello (1994)156 Morax (1987)111 Small (1988)143 Beyer-Machule (1989)11 Downes (1989)38 Harvey (1991)77 Mourits (1991)113 Older (1991)117 Levine (1991)100 Soares (1991)147 Liu (1993)102 Colla (1993)27 Thornton (1994)152 Collin (1994)29 Putterman (1986)129 Bonavolontà (1986)14 Thaller (1987)151 Anterior Anterior Anterior Posterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior/Posterior Anterior Anterior Posterior Posterior Posterior Posterior Anterior Posterior Posterior Posterior Posterior Posterior Anterior Anterior Anterior Anterior Posterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior Anterior/Posterior Adjustable suture No No Mersilene or vycril meshes No Adjustable suture No No No No No No No No No No No No No Adjustable suture No No No No Sclera No Sclera, Goretex No Sclera/fascia lata Mersilene mesh Adjustable suture Sclera No No No No No No No 10/12 21/38 32/50 78/107 41/60 4/5 7/13 20/20 9/12 16/32 50/78 41/45 4/6 37/72 29/Not stated 20/Not stated 11/Not stated 22/33 51/99 7/9 92/156 51/Not stated 11/Not stated 30/Not stated 13/Not stated 5/Not stated 10/17 14/25 Not stated Not stated/4 12/22 47/78 15/22 15/30 10/15 9/9 11/15 Not stated 5/Not stated Introdução Geral e Objetivos GRAVES UPPER EYELID RETRACTION 71 51 Introdução Geral e Objetivos 72 Surv Ophthalmol 58 (1) January--February 2013 material by fresh or banked sclera and provided quantitative guidelines to fashion the spacer.107 The use of sclera53 and other spacers such as autogenous tarsus,15 goretex,111 and mersilene meshes38 on the upper eyelid was continued until the late 1980s39,78 and then almost disappeared from the literature. Putterman refined Henderson’s procedure using local anesthesia to control the amount of correction during surgery. The patient was placed in sitting position several times during the operation in order to observe lid’s position in different directions of vertical gaze. He also pointed out that only a subset of the patients needed LPS surgery after the excision of Müller muscle.125 In a subsequent publication he highlighted several important concepts: the surgery was mainly directed to the lateral two-thirds of the lid, the aponeurosis was recessed in a graded manner, and a sclera spacer was unnecessary.22 An interesting technical detail in the posterior approach is the conjunctival closure. Since Henderson’s original description, most who perform surgery by the posterior route closed the conjunctiva at the end of the procedure. Bonavolontà was the first to point out that this step is unnecessary.14 We concur and have never closed the conjunctiva following any type of Müllerectomy. Medial and lateral LPS myotomies advocated by Grove66--68 is seldom mentioned by other authors.145 Small was the first to use an adjustable suture in order to control the lid margin position during surgery or in the early postoperative period,143 a theme that was readdressed by Collin and Tucker.29,155 Adjustable sutures are not used by the majority of surgeons probably because the final results are seen only 4 or 6 weeks after surgery. In summary, the plethora of technical variations described for the correction of GUER strongly suggests that the results are variable with any type of surgery. The upper lid retractors (LPS and Müller muscle) can be debilitated separately or in combination by an anterior or posterior approach. The muscles can be recessed, partially resected, or lengthened. Various materials have been tried as spacers between the recessed retractors and the upper tarsal border, but the results were not better than those obtained by just weakening the retractors. Residual lateral retraction is a well-known phenomenon, and most surgeons do more aggressive surgery laterally. A through-and-through blepharotomy has been tried as a quick and reliable method to lower the lid margin. One advantage of blepharotomy is to address a possible fibrosis of the conjunctival substantia propria.90 Kikkawa, however, studied the histopathology of the superior palpebral conjunctiva of 20 patients who had undergone surgical 52 CRUZ ET AL correction of GUER and were in the quiescent phase of the disease. All patients underwent surgery by anterior approach through an upper lid incision. After recession of both the LPS and Müller’s muscle in a single complex, a specimen of central palpebral conjunctiva just above the tarsus was obtained for biopsy. The specimens were compared to a control group of patients undergoing surgery for ptosis by posterior approach. No statistical difference was observed in fibrosis or quantitative fibroblast count between the two groups.93 Occasionally, there are new and unusual approaches proposed. An example of this is the technique of Nicolai and Cruysberg, two British plastic surgeons who corrected GUER with cross-face free muscle grafts.115 This involves denervation of the extensor digitorum brevis muscle, a sub-periosteal dissection along the lower orbital rim, and the preparation of a tunnel through the bony nasal skeleton using a Z-incision between the glabella and the nasal bridge. Unsurprisingly given the technical challenges involved, this procedure has not been mentioned in the ophthalmic literature until now. VIII. Conclusion The mechanisms responsible for GUER are still a subject of discussion. Although this lid positional abnormality seems to be a multifactorial problem, no subtypes of GUER have been distinguished. The plethora of surgical techniques that have been published for GUER correction suggests that there is no consensus among surgeons. The effects of GUER on lid saccades and spontaneous blinking activity is still a subject of research. IX. Method of Literature Search The authors conducted a search of the Medline database using the following key words: Graves opthalmopathy, Graves orbitopathy, upper lid retraction, Graves disease, and Basedow disease. In addition, selected references cited in the articles found through the literature search were also included. Most articles cited were published in English. A few historical articles in German were translated and also included. X. Disclosure The authors report no proprietary or commercial interest in any product mentioned or concept discussed in this article. Introdução Geral e Objetivos 73 GRAVES UPPER EYELID RETRACTION References 1. Bahill AT, Clark MR, Stark L. The main sequence, a tool for studying human eye movements. 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Analisar quantitativamente o contorno palpebral superior de um grupo controle e de doentes com retração palpebral superior secundária à OG. Determinar as anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior. Verificar qual o papel da magnitude da retração palpebral e da exoftalmometria nas anomalias do contorno da pálpebra superior por OG. 2. Validar um novo método para registar e medir os movimentos das pálpebras, utilizando um sistema de vídeo. Comparação dos resultados com os obtidos pelo magnetic search coil (método "gold standard") num grupo de indivíduos normais. 3. Determinar o efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior da OG no contorno palpebral. Efetuar a análise quantitativa do contorno palpebral superior pré e pós-operatório numa amostra de doentes submetidos a cirurgia de retração palpebral. Identificar as anomalias de contorno induzidas pela cirurgia e determinar o seu efeito no mau resultado estético e/ou funcional. 4. Determinar o efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior da OG (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral. 57 Capítulo II - Anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves ______________________________________________________________ Anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves Anomalias de contorno introduzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves ORIGINAL INVESTIGATION Lateral and Medial Upper Eyelid Contour Abnormalities in Graves Orbitopathy: The Influence of the Degree of Retraction Sara Filipa Teixeira Ribeiro, M.D.*, Gherusa Helena Milbratz, M.D.†, Denny Marcos Garcia, B.Sc.†, Vitor Leal Fernandes, M.D.*, Amândio Rocha-Sousa, M.D.*, Fernando Manuel Falcão-Reis, M.D.*, and Antonio Augusto Velasco Cruz, Ph.D.† * *Department of Ophthalmology, Centro Hospitalar de São João EPE, School of Medicine of Porto, University of Porto, Porto, Portugal; and †Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery, Hospital das Clínicas-Campus, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil Purpose: To determine the location of contour abnormalities in Graves upper eyelid retraction. Methods: Multiple midpupil angular eyelid distances of 75 upper eyelids of 55 patients (mean age = 41.7 ± 13.3 SD years) in the inactive phase of Graves orbitopathy were measured with a recently developed custom-made software. Sixty eyelids of 60 normal subjects were also measured as a control group. A contour peak was defined by the highest midpupil angular eyelid distance normalized (divided) by the superior limit of normality (mean + 2SD). Results: In 45 eyelids (60%), the peaks were lateral between 120° and 150°. For high levels of retraction, the peaks tended to be centrally located with a substantial number of medial deformities (30 eyelids). Although the lateral and medial peaks were not affected by exophthalmometry, there was a statistically significant increase of medial peaks when midpupil eyelid distance was greater than 6.75 mm (χ2 = 5.20, p = 0.02). Conclusions: Lateral contour abnormalities are more frequent than medial deformities. With minor degrees of retraction, there is a predominance of lateral peaks. With higher degrees of retraction, the number of medial abnormalities is similar to the lateral ones. (Ophthal Plast Reconstr Surg g 2013;29:40–43) U pper eyelid retraction is the most common and characteristic sign of Graves orbitopathy (GO).1 The eyelids affected by this disease, besides being retracted, often show contour abnormalities. The most cited deformity is the enhanced retraction of the lateral aspect of the eyelid described as lateral flare sign.2 Although the eyelid contour changes in GO are well-known,2–4 the literature on the mechanisms implicated in their etiology is quite sparse. In this article, a new quantitative method5 was used to precisely determine the location of the contour peaks in a large sample of eyelids with GO retraction. The results show that a substantial number of eyelids display Accepted for publication November 3, 2012. The authors have no financial or conflict of interest to disclose. Address correspondence and reprint requests to Antonio Augusto Velasco Cruz, PhD, Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Ribeirão Preto, 14049-900 São Paulo, Brazil. E-mail: aavecruz. [email protected] DOI: 10.1097/IOP.0b013e3182747537 medial contour deformities. Moreover, the level of retraction appears to be a key factor for the development of contour anomalies. METHODS Subjects. In this study, a large sample of patients was included in the inactive phase of GO examined either at Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (São Paulo, Brazil) or at the Centro Hospitalar de São João, EPE (Porto, Portugal). There were 75 eyes of 55 patients (46 women) ranging in age from 24 to 55 (mean = 41.7 ± 13.3 SD) years. The control group comprises 60 eyes of 60 normal subjects (41 women) ranging in age from 17 to 66 (mean = 40.1 ± 11.9 SD) years. No patient had any disease or surgery that could affect eyelid contour or function. For all patients, Hertel exophthalmometric readings and images of their palpebral fissure in the primary position of gaze were obtained. In cases of symmetrical eyelid retraction, the eye to be analyzed was randomly chosen. If the retraction was asymmetric, OU were selected. Patients with strabismus or with a history of orbital or eyelid surgery were excluded. Eyelid Contour Analysis. A custom-made software developed in the Matlab (MathWorks, Natick, MA, U.S.A.) by 1 of the authors (D.M.G.) was used to analyze the palpebral fissure images.5 After the pupil center was arbitrarily defined, the software drew a vertical line at the 12 o’clock position (90°) and 6 radial lines 15° apart from the midline in the temporal (105°, 120°, 135°,150°, 165°, and 180°) and nasal (75°, 60°, 45°, 30°, 15°, and 0°) sectors of the eyelid fissure. The only task of the observer was to mark the intersections of the radial lines on the eyelid margin. The length of the line which intersects the eyelid margin at the 12 o’clock position (90°) is the conventional midpupil lid distance commonly used to record the height of the upper eyelid with a millimeter ruler in clinical settings. The other lines can be seen as radial midpupil lid distances. The lengths of all lines were automatically calculated by the software and displayed on a polar plot, which represented the quantification of the whole eyelid contour (Fig. 1). A contour peak was defined by the highest midpupil angular eyelid distance normalized (divided) by the superior limit of normality (mean + 2SD). Statistical Analysis. The chi-square test was used to determine the association between the occurrence of medial or lateral peaks with Hertel readings and midpupil lid distance at 90°. The t test for independent samples was used to compare exophthalmometry and midpupil eyelid distance at 90° between Graves patients and controls. Ophthal Plast Reconstr Surg, g Vol. 29, No. 1, 2013 61 Anomalias de contorno introduzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves Ophthal Plast Reconstr Surg, g Vol. 29, No. 1, 2013 Upper Eyelid Contour Abnormalities in Graves Eyelid Retraction FIG. 1. Left, multiple midpupil eyelid lines equally angularly (15°). Right, polar plot of the angular distances between pupil center and eyelid margin. FIG. 2. Angular distribution of the contour peaks. RESULTS Figure 2 shows the angular distribution of the contour peaks. In 45 eyelids (60%), the peaks were lateral. Medial peaks were seen in 30 eyelids (40%). Age was not associated with the distribution of lateral or medial peaks (χ2 = 0.32, p = 0.57). Typical cases of lateral and medial contour anomalies are shown in Figure 3. As expected, the mean Hertel reading was different (tt = 11.75, p < 0.001) between patients (20.8 mm) and controls (15.7 mm). However, proptosis was neither correlated with the level of retraction nor associated with the presence of lateral and medial peaks (Fig. 4). As shown in Figure 5, when the retraction was moderate, the contours peaks were predominantly found on the lateral portion of the eyelid between 150° and 120°. When the magnitude of retraction increased, the peaks clearly tended to become more central. For high degrees of retraction (midpupil lid distance 90° >6.75 mm), there were approximately equal numbers of eyelids with lateral and medial peaks. This finding means that the occurrence of medial peaks is significantly associated with high degrees of retraction (χ2 = 5.20, p = 0.02). DISCUSSION Eyelid contour abnormalities in Graves upper eyelid retraction have been discussed since the early 50s. Moran6 was the first to notice that, after surgical correction of retraction, the temporal side of some eyelids was too high and with a bizarre appearance. This postoperative lateral deformity was soon recognized as a key element to be addressed during eyelid retraction surgery with a more aggressive dissection on the temporal side of the eyelid.2,6–8 Despite the widespread awareness of the importance of achieving a proper postoperative contour, several surgeons have pointed out that contour abnormalities are a common complication of any surgical type of correction of Graves eyelid retraction. The main difficulty in analyzing contour deformities is related to the methodological problem of how to express complex curved lines in a simple way. Until recently, eyelid contours were evaluated subjectively and abnormalities were named as gothic arches, notches, peaks, lateral flare, and so on.2,9–11 It should be noted that the determination of the highest point of the eyelid contour has not the same meaning as measuring lateral or medial peaks. As elegantly shown by Flynn et al.,12 when a horizontal line is moved until it touches the eyelid, the point of contact expresses the location of the contour where the first derivative is equal to zero.13 The highest point of the contour is always near the center. A contour may have a medial or lateral deformation and still the highest point of the contour will be close to the center. When multiple midpupil eyelid distances are represented graphically, contour deformities can be visualized and quantified at any location.5 There is no literature describing the spectrum of lateral or medial contour abnormalities in Graves upper eyelid retraction. The results confirm the old notion that the degree of retraction is not correlated with proptosis.14 The data also concur with the time-honored concept that lateral contour abnormalities are frequently found in eyelids with retraction.2,6–10,15–18 The so-called lateral eyelid flare is explained by the important lateral extensions of Müller’s muscle19 or by the facts that the superolateral intermuscular septum fibers are enlarged in GO20 and the lateral horn of the levator palpebrae superioris muscle is stronger than the medial horn.19,21 The measurements indicate that these lateral deformations are located mainly between 120° and 150°. However, for high levels of retraction, the lateral deformities are found near the center at 105° and the number of medial peaks increases. The occurrence of medial peaks is a new finding, which has theoretical and practical relevance. From a theoretical point of view, the findings might indicate that the association of high degrees of retraction with peaks that are located more centrally may be a reflex of the normal force arrangement that set up the highest point of the eyelid contour close to the center. Besides, Graves patients show a large interindividual variability in the levator or Müller’s © 2013 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 62 Anomalias de contorno introduzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves Ophthal Plast Reconstr Surg, g Vol. 29, No. 1, 2013 S. F. Teixeira Ribeiro et al. FIG. 3. Left, clinical pictures of eyelid fissures from different patients with Graves orbitopathy. Middle, upper eyelid contours expressed by multiple midpupil lid distances (MPLDs) (solid line). e The dotted lines express the normal range (mean ± 2SD). Right, location of the contour peaks. A, Typical example of well-known lateral eyelid flare. B, C, and D, Examples of medial peaks. FIG. 4. Left, V Variation of midpupil lid distance (MPLD) at 90° versus exophthalmometry. Right, lateral and medial peaks versus exophthalmometry. muscle distribution of forces along the eyelid margin. The demonstration that there is a spectrum of eyelid deformation in GO retraction has a clear surgical importance. To correct the retraction, the surgeon has to lower the eyelid margin and at the same time achieve a normal, smooth contour similar to a second-degree function (parabola).5 A careful preoperative contour evaluation is essential. The dissection on the lateral aspect of the eyelid should not always be more important. © 2013 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 63 Anomalias de contorno introduzidas pela retração palpebral superior da orbitopatia de Graves Ophthal Plast Reconstr Surg, g Vol. 29, No. 1, 2013 FIG. 5. Lateral and medial peaks versus midpupil lid distance (MPLD) at 90°. The lack of a proper contour evaluation before surgery might be a factor leading to the well-known postoperative contour abnormalities. ACKNOWLEDGMENTS The authors thank Sociedade Portuguesa de Oftalmologia for providing general support. ARS was supported by Portuguese grants from FCT (PTDC/SAU-ORG/110683/2009), through Unidade I & D Cardiovascular (51/94-FCT). REFERENCES 1. Lebensohn JE. The eye signs of Graves’ disease. Am J Ophthalmol 1964;57:680–1. 2. Waller RR. Eyelid malpositions in Graves’ ophthalmopathy. Trans Am Ophthalmol Soc 1982;80:855–930. 3. Cruz AA, Akaishi PM, Coelho RP. Quantitative comparison between upper eyelid retraction induced voluntarily and by Graves orbitopathy. Ophthal Plast Reconstr Surg g 2003;19:212–5. Upper Eyelid Contour Abnormalities in Graves Eyelid Retraction 4. Cruz AA, Coelho RP, Baccega A, et al. Digital image processing measurement of the upper eyelid contour in Graves disease and congenital blepharoptosis. Ophthalmology 1998;105:913–8. 5. 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Lateral extensions of the Müller muscle. Arch Ophthalmoll 1996;114:1486–8. 20. Goodall KL, Jackson A, Leatherbarrow B, et al. Enlargement of the tensor intermuscularis muscle in Graves’ ophthalmopathy. A computed tomographic and magnetic resonance imaging study. Arch Ophthalmoll 1995;113:1286–9. 21. Anderson RL, Beard C. The levator aponeurosis. Attachments and their clinical significance. Arch Ophthalmoll 1977;95:1437–41. © 2013 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 64 Capítulo III – Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais ______________________________________________________________ Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais ORIGINAL INVESTIGATION Two-Dimensional Video Analysis of the Upper Eyelid Motion During Spontaneous Blinking Sarah P. F. Wambier, M.D.*, Sara F. Ribeiro, M.D.†, Denny M. Garcia, B.Sc.*, Rodrigo R. Brigato, M.D.*, Andre Messias, M.D.*, and Antonio A. V. Cruz, M.D.‡ * Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Brazil; † Department of Senses Organs, Ophthalmology Unit, Faculty of Medicine, University of Porto, Portugal; and ‡Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Brazil Purpose:: To validate and to report the results of a new inexpensive video-based method to measure upper eyelid motion during spontaneous blinks. Methods:: Spontaneous blinks were simultaneously recorded in 21 healthy adult subjects for 5 minutes with magnetic search coil (MSC) and a portable video system (VDS) composed by a commercial high-speed camera coupled to a laptop computer and a blue light-emitting diode. Agreement between the 2 methods was assessed using qualitative comparison of the eyelid motion traces and Bland-Altman plots. Results:: The blink traces registered with both methods were virtually identical. With the either method, the relationship between amplitude and maximum velocity was well fitted by linear regression with mean r values = 0.81 (MSC) and 0.85 (VDS). Bland-Altman plots showed good agreement between methods. The mean ± SE differences of amplitude (0.06 ± 0.17 mm) and maximum velocity (5.0 ± 3.4 mm/s) were not significant. With the VDS, it was also possible to quantify the horizontal component of the blink movements. The amplitude of the horizontal shift of the eyelid during blinks was 40% of the vertical downward phase of the movement. Conclusions:: Blinking kinematics can be precisely measured using a simple and inexpensive video system suitable for clinical settings. (Ophthal Plast Reconstr Surg g 2014;30:146–151) S pontaneous blinking (SB) continuously spreads lacrimal fluid over the cornea, maintaining the stability of the tear film. Upper eyelid motion is thus essential for protecting the eye surface and ensuring visual function..1Spontaneous blinks are compromised in many disorders that are routinely operated On leave of absence of Antonio A. V. Cruz, M.D., at the School of Medicine of Ribeirão Preto and Craniofacial Research Support Center, he can be contacted at King Khaled Eye Specialist Hospital, Riyadh, Saudi Arabia, and Johns Hopkins University, Maryland, U.S.A. Accepted for publication August 30, 2013. The authors have no financial or conflicts of interest to disclose. Supported by grants from the Brazilian Research Council (CNPq), Brasília, Brazil, #301865/2009-4 and from the Craniofacial Research Support Center of the University of São Paulo. Address correspondence and reprint requests to Antonio A. V. Cruz, M.D., Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology, and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, São Paulo, Brazil. E-mail: [email protected] DOI: 10.1097/IOP.0000000000000031 by oculoplastic surgeons such as ptosis, cicatricial ectropion, eyelid retraction, and cicatricial or paralytic lagophthalmos. However, as eyelid movements are usually measured in a laboratory setting only,2–4 there is an astonishing paucity of clinical data on the effects of these interventions on SB. The present study validates a new, inexpensive, and portable method to register and precisely measure blinking kinematics that can be easily used in daily clinical practice. METHODS This research adhered to the tenets of the Declaration of Helsinki. The local Ethics Committee approved the study, and all subjects provided written informed consent. Twenty-one healthy adult subjects (9 females) aging from 22 to 58 years (mean ± SD of 31.8 ± 8.9 years) were tested. None of the subjects had eyelid disease or any neurologic or ophthalmic abnormalities. SB was registered simultaneously with a magnetic search coil (MSC) and video system (VDS) during 5 minutes while the subjects watched a commercial movie. MSC consisted of an oscillating magnetic field produced by a cubic frame. A small coil (3.8 mm diameter, 30 turns, 30 mg, copper wire 0.102 mm in diameter) is taped to the upper eyelid close to the margin, above the pupil. Due to the flux generated by the magnetic field, a current is induced inside the coil. This sign is proportional to the sine of the angle between the coil and the magnetic field orientation. The conversion of electronic signs to spatial position is possible because as the eyelid rotates over the curved ocular surface, the angular shifts of the coil are proportional to its position.5 The recordings were low-pass filtered at 10 kHz, amplified 20,000 times, digitized with 12-bit precision, and sampled at 200 Hz by a computed system (Remel Laboratories, San Antonio, TX, U.S.A.), providing detection of eyelid rotations with a spatial resolution of 0.1° (equivalent to a linear eyelid motion of 0.02 mm) at a temporal resolution of 200 Hz. To simultaneously register eyelid movements with the MSC and VDS, a small blue light-emitting diode (LED), measuring 2 × 1 × 1 mm, brightness 100 mcd, was placed on the eyelids just below the coil. An electronic circuit that permitted adjustment of brightness powered the LED. A commercially available high-speed camera (Point Grey Research® Inc, model FL3-U3-13S2C-CS) was aligned with the small LED in the subject’s primary position of gaze. Coupled to a laptop computer the camera was used to register the upper eyelid motion on both eyes using red, green, and blue (RGB) color image, 800 × 350 pixels, 150 dpi resolution, at 120 frames/s. (Fig. 1)The method was developed by 2 of the authors (D.M.G. and A.M.) (see Appendix). Eyelid Kinematics Analysis. Initially, eyelid motion during SB registered with the 2 methods was compared graphically. Linear regression was then used to fit the relationship between amplitude and maximum Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 67 Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 Video-analysis of Upper Eyelid Spontaneous Blink FIG. 1. Small blue light-emitting diode (LED) fixed on the central part of the pretarsal portion of both upper eyelids. Spatial coordinates measured by the software during a spontaneous blink. The y coordinate indicates the amount of the vertical descent of the eyelid. The x changes are due to the horizontal movement of the eyelid during the blink. velocity measured with both methods. This relationship is usually named “main sequence” and believed to be an important parameter of any eyelid movement.2 After converting blinking amplitude measured in degrees with MSC to millimeters, Bland-Altman plots6 were used to compare the agreement between methods. All calculations were performed with the JMP software version 10.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, U.S.A.). RESULTS The mean blink rate of the subjects was 19.1 blinks/minute. The traces of the eyelid motion registered with both methods were virtually identical (Fig. 2). Taking into consideration all blinks measured (n = 1976), the amplitudes recorded with the 2 methods had similar distributions. As shown in Fig. 3, the distributions were symmetrical with most movements reaching the pupil center. Only few movements (<15° or 3.5 mm) did not reach the pupil or completely occluded the fissure (>45° or 9.0 mm). The relationship between amplitude and maximum velocity (main sequence) was extremely well fitted by linear regression with the data obtained by the 2 methods (Fig. 4). Table 1 lists the mean values of the blink kinematic parameters (amplitude, maximum velocity, and the main sequence slope) obtained for each subject with both methods. Figure 5 shows, for the whole sample, the Bland-Altman plots for amplitude, maximum velocity, and main sequence determined with VDS and MSC. To plot the graphs, amplitude and maximum velocity data obtained with MSC were converted from degrees to millimeters. This conversion was possible based on the formula: amplitude (mm) = 13 sin (angle [degrees]), assuming an eyeball with 11.5 mm of radius and an eyelid thickness of 1.5 mm. The mean differences of the values measured by the 2 methods were not significant: amplitude = 0.06 ± 0.17 mm, p = 0.724, and maximum velocity = 5.0 ± 3.39 mm/s, p = 0.1595. The mean difference between the main sequence values (0.11 ± 0.39·s−1) was not significant either ((p =0.782). © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 68 Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 S. P. F. Wambier et al. diagonal fashion. In the up phase, the eyelid margin returns to its original position with a curvilinear motion (Fig. 6). The medial translation of the eyelid margin is linearly correlated to the magnitude of the amplitude the blink (the r values range from 0.70 to 0.96 with a mean = 0.86 ± 0.07 SD) (Fig. 7). The mean slope of the relationship between vertical (x) and horizontal displacement (y) was 0.39 ± 0.11 SD indicating that the horizontal movement is approximately 40% of the vertical component of the blink amplitude. DISCUSSION FIG. 2. Traces of eyelid motion during spontaneous blinks from 1 subject. Movements registered with a magnetic search coil (top) and with a video (bottom). The horizontal component in the medial direction of the eyelid during SB was easily observed during VDS analysis. As the eyelid closes down, the eyelid margin is displaced in the medial direction in a FIG. 3. The lack of clinical data on the effect of a variety eyelid conditions on eyelid movement’s kinematics is definitely due to a methodological problem. Although different techniques such as electrooculography7–9 and electromyography10,11 have been used to record blinks, MSC is considered to be the gold standard method for studying eyelid movements. The MSC technique was originally developed by Robinson to measure rotational fast movements such as eye saccades5 because it allows a high spatial resolution (up to 0.1° or 0.02 mm). As the upper eyelid displacements are rotational movements, the technique was also used to record blinks and eyelid saccades.12 Although extremely sensitive and precise, the use of MSC presents some difficulties. The apparatus necessary to generate the magnetic field is bulky and expensive. The technique cannot detect lower eyelid displacements and coil fixation on the pretarsal area of the upper eyelid that may be difficult or even impossible in oriental eyelids with faint or absent eyelid creases. This technique is not applicable to daily clinical use. The use of a VDS as an option to the MSC is not new. Previously, classic data on eyelid physiology have been obtained with high-speed cameras.13 However, in the precomputer era, the amount of work necessary to process several hundred images of the upper eyelid was a serious limitation.14 In addition, high-speed cameras were expensive and not practical for clinical use. Some authors tried to overcome the drawbacks of video analysis processing using a line image camera15 or using softwares that detect specific marks on the eyelid.16 A variant of this last method is the videonystagmography, which is basically a test that records eye movements by tracking the pupil center. In a recent article, the authors drew a black spot 10 mm in diameter on a piece of paper and attached this surrogate pupil to an aluminum mask (20 × 20 mm) that was then fixed to the free edge of the eyelid margin.17 However, the distance between Amplitude distribution of all blinks registered with both methods. Left: magnetic search coil, right: video. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 69 Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 FIG. 4. Video-analysis of Upper Eyelid Spontaneous Blink Relationship between amplitude and maximum velocity (main sequence) in 1 subject. Left: magnetic search coil, right: video. the aluminum mask and the skin artificially increases the radius of eyelid rotation, and the recorded movements are thus much larger than the real eyelid motion, which poses a limitation of the previous study. Another interesting solution with the use of VDS is represented by the methods that compute differences in brightness on the palpebral fissure images during the opening and closing phase of blinks.18 With this technique, the eye needs to be illuminated with infrared light, and another device is required to detect the light reflected back from the eye. Both the light source and its detector are mounted on an eyeglass trial frame. Eyelid kinematics is thus measured in an indirect fashion by computing differences of the palpebral fissure area. The authors believe that the method they have designed is the simplest solution for measuring eyelid movements in clinical settings. Small LEDs are inexpensive, and their output can be controlled by a customized power supply. They are smaller than the coils, can be positioned close to the eyelid margin, and do not induce any positional artifact. No specific apparatus is necessary, and high-speed cameras with 120 Hz of temporal resolution allowing a precision of 0.15 mm are inexpensive. To quantify a large number of blinks, it is necessary to use a customized software to automatically identify the blinks and measure the amplitude and maximum velocity of each movement. They do not have any commercial interest in the software, which is available on request. These results indicate that the eyelid motion recorded with VDS is qualitatively identical to the traces obtained with MSC. In addition, there is a high agreement between measurements obtained with the 2 methods. An important characteristic of the VDS is that the horizontal and vertical components of the spontaneous blinks are recorded separately. Although horizontal shifts of the eyelids can, theoretically, be quantified with MSC, this type of measurement is not usually performed with coils. The medial shift of the upper eyelid margin on eyelid closure19 and spontaneous blinks20 has been previously noticed. However, they are not aware of any quantitative examination of the medial translation of the upper eyelid margin during blinking. These results clearly showed that the down phase of the blinks is not a pure vertical movement. As the eyelid closes, there is a horizontal shift of the upper eyelid margin in the medial direction. This medial shift has been documented many times for the lower eyelid. In fact, Doane13 in his classic article showed that during the down phase of blinks, the upper and lower puncta are compressed and displaced medially. He measured the lower eyelid translation but did not quantify any upper eyelid horizontal movement and found that only when there is a complete eyelid closure the lower eyelid carries the upper eyelid along with it. These results indicate that a horizontal upper eyelid movement occurs for any magnitude of blink. This medial shift of the upper eyelid margin is very similar to the eye motion in the nasal direction FIG. 5. Agreement between MSC and video expressed by Bland-Altman plots for mean values of all subjects. In all plots, the difference on the y axes are MSC minus video. The dashed liness indicate 2 SD of the differences. MSC values of amplitude (left) and maximum velocity (middle) were converted from degrees to millimeters. Right, main sequence. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 70 Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 S. P. F. Wambier et al. FIG. 6. Two-dimensional upper eyelid motion during 9 spontaneous blinks. that occurs during blinks.21,22 The horizontal eyelid movement appears to be dependent on the intensity of the orbicularis contraction and thus is not a passive translation provoked by the contact between the upper and lower eyelids. The quantification of eyelid kinematics may help clinicians evaluate important surgical treatments widely performed in ophthalmology. For instance, in congenital ptosis, levator palpebral superioris muscle is advanced or partially resected. Some authors recommend large amounts of muscle resection beyond Whitnall’s ligament as an option for frontalis suspension in cases of poor Levator action.23–25 The effect of this type of surgery on eyelid kinematics remains unknown. The management of irreversible Bell’s palsy is another topic that deserves to be quantitatively studied. Reanimation of paralyzed upper eyelids with gold weight insertion is a popular surgery, but they are aware of just 1 investigation of the benefits of this procedure on spontaneous blinks of 5 patients.26 The results indicated a modest increase in blink amplitude (14%) and no effect on the maximum velocity of the blinks. Palpebral springs have been advocated as a better operation for the restoration of eyelid kinematics27–29 but, as far as they know, the effects of this surgery on spontaneous blinks have never been quantified. Eyelid kinematics deserves also to be quantified in Graves upper eyelid retraction. There is a plethora of surgical techniques described to correct the eyelid margin position of patients with Graves’ orbitopathy.30 Nevertheless, it is not known if the alleviation of retraction is accompanied by a signiff icant change in the amplitude or velocity of spontaneous blinks. In conclusion, they believe that there is a need for objective characterization of eyelid kinematics in ophthalmology. A simple video system is sufficient to fulfill this task. FIG. 7. Relationship between vertical amplitude of spontaneous blinks and horizontal displacement of the eyelid margin on 4 subjects. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 71 Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 30, No. 2, 2014 REFERENCES 1. Cruz AA, Garcia DM, Pinto CT, et al. Spontaneous eyeblink activity. Ocul Surff 2011;9:29–41. 2. Evinger C, Manning KA, Sibony PA. Eyelid movements. Mechanisms and normal data. Invest Ophthalmol Vis Sci 1991;32:387–400. 3. Sibony PA, Evinger C, Manning KA. Eyelid movements in facial paralysis. Arch Ophthalmoll 1991;109:1555–61. 4. Evinger C, Bao JB, Powers AS, et al. Dry eye, blinking, and blepharospasm. 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The blue light emitted by the LED was then isolated Video-analysis of Upper Eyelid Spontaneous Blink 16. Sforza C, Rango M, Galante D, et al. Spontaneous blinking in healthy persons: an optoelectronic study of eyelid motion. Ophthalmic Physiol Optt 2008;28:345–53. 17. Casse G, Sauvage JP, Adenis JP, et al. Videonystagmography to assess blinking. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmoll 2007;245:1789–96. 18. Caffier PP, Erdmann U, Ullsperger P. Experimental evaluation of eye-blink parameters as a drowsiness measure. Eur J Appl Physiol 2003;89:319–25. 19. Frueh BR, Hassan AS, Musch DC. Horizontal eyelid movement on eyelid closure. Ophthal Plast Reconstr Surg g 2005;21:109–11. 20. Kennard DW, Glaser GH. An analysis of eyelid movements. J Nerv Ment Dis 1964;139:31–48. 21. Bour LJ, Aramideh M, de Visser BW. Neurophysiological aspects of eye and eyelid movements during blinking in humans. J Neurophysioll 2000;83:166–76. 22. VanderWerf F, Brassinga P, Reits D, et al. 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The software automatically calculated the variables amplitude and the maximum velocity. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 72 Capítulo IV - Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral ______________________________________________________________ Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Capítulo IV - Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral ORIGINAL INVESTIGATION Pre- and Postoperative Quantitative Analysis of Contour Abnormalities in Graves Upper Eyelid Retraction Sara F. T. Ribeiro, M.D.*, Gherusa H. Milbratz, M.D.†, Denny M. Garcia, B.Cs.†, Martin Devoto, M.D.‡, ‡ Guilherme H. Neto, M.D.§, Ricardo Mörschbächer, M.D.‖, ‖ Filipe J. Pereira, M.D.¶, and Antonio A. V. Cruz, M.D., Ph.D.† *Hospital de São João, School of Medicine, University of Oporto, Oporto, Portugal; †School of Medicine of Ribeirão Preto, Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery, University of São Paulo, São Paulo, Brazil; ‡Consultores Oftalmologicos, Buenos Aires, Argentina; §Department of Ophthalmology, Fluminense School of Medicine, Fluminense Federal University, Niterói, Rio de Janeiro; ‖‖Health Sciences Federal University of Porto Alegre, Porto Alegre; and ¶Clínica Catarinense de Pálpebras e Olhos, Florianópolis, Santa Catarina, Brazil Purpose:: One of the most common problems of the surgical management of Graves upper eyelid retraction is the occurrence of eyelid contour abnormalities. In the present study, the postoperative contour of a large sample of eyelids of patients with Graves orbitopathy was measured. Methods:: The postoperative upper eyelid contour of 62 eyes of 43 patients with Graves orbitopathy was subjectively classified by 3 experienced surgeons in 3 categories: poor, fair, and good. The shape of the eyelid contours in each category was then measured with a recently developed custom-made software by measuring multiple midpupil eyelid distances each 15° along the palpebral fissure. The upper eyelid contour of 60 normal subjects was also quantified as a control group. Results:: The mean ratio between the sum of the lateral and medial midpupil eyelid distances (lateral/medial ratio) was 1.10 ± 0.11 standard deviation in controls and 1.15 ± 0.13 standard deviation in patients. Postoperatively, the mean midpupil eyelid distance at 90° was 4.16 ± 1.13 mm standard deviation . The distribution lateral/medial ratios of the eyelids judged as having good contours was similar to the distribution of the controls with a modal value centered on the interval between 1.0 and 1.10. The distribution of lateral/medial ratios of the eyelids judged as having poor contour was bimodal, with eyelids with low and high lateral/ medial ratios. Low lateral/medial ratios occurred when there was a lateral overcorrection, giving the eyelid a flat or a medial ptosis appearance. High lateral/medial ratios were due to a central or medial overcorrection or a lateral peak maintenance. Conclusions:: Postoperative upper eyelid contour abnormalities can be quantified by comparing the sum of multiple midpupil eyelid distances of the lateral and medial sectors of the eyelid. Low and high lateral/medial ratios are anomalous and judged as unpleasant. T he most common and characteristic sign of Graves orbitopathy is upper eyelid retraction.1 Most of the affected patients are women who usually have serious concerns about their appearance and in severe cases suffer from dry eye and keratitis.2 Although the retracted upper eyelid can be temporarily lowered with medical treatment such as guanethidine eyedrops3 and botulinum toxin type A injection,4 a permanent correction is obtained only with surgery. All techniques published to correct upper eyelid retraction are minor variations of weakening of the levator palpebrae superioris (LPS) and Müller’s muscle.5–10 One of the most important problems of any procedure aimed to correct upper eyelid retraction is how to avoid postoperative contour abnormalities. Although well-known in the oculoplastic literature,5,11 these contour abnormalities have never been analyzed in a quantitative manner. In the present study, a new method was used to measure eyelid contour12 to analyze the shape of the upper eyelid in a series of patients with Graves orbitopathy who had undergone surgery for eyelid retraction correction. METHODS Subjects. The control group comprises images of the OD or OS of 60 norr mal subjects (41 women and 19 men) ranging in age from 17 to 66 years, with no pathology or surgery that could affect eyelid shape or function. The Graves group consisted of 62 palpebral fissure images of 43 patients with Graves orbitopathy derived from the private practice of 4 different surgeons in Brazil and 1 in Argentina. The Table lists the sample demographics and the number of eyelids that were operated by anterior or posterior approach. Surgery by anterior approach was performed in 90% of the eyelids as described by Harvey and Anderson.5 Briefly, using an eyelid crease incision, the orbital septum was identified and incised exposing the preaponeurotic fat and the underlying LPS aponeurosis. Then, LPS aponeurosis was care- (Ophthal Plast Reconstr Surg g 2012;28:429–433) Sex, age, number of eyelids, and surgical approach used in the patients Accepted for publication July 3, 2012. The authors have no financial or conflict of interest to disclose. Address correspondence and reprint requests to Antonio A. V. Cruz, M.D., Ph.D., Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology and Head and Neck Surgery of the School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, São Paulo, Brazil. Av. Bandeirantes, 3900, 14049–900 – Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil. E-mail: [email protected] DOI: 10.1097/IOP.0b013e3182696532 No. subjects Age range (years) Orbital decompression No. eyelids Surgical approach Anterior Posterior Patients Controls 43 (33 F/10 M) 24–55 24 62 60 (41 F/19 M) 17–66 — 60 56 6 — — Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 28, No. 6, 2012 75 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 28, No. 6, 2012 S. F. T. Ribeiro et al. FIG. 1. Method for quantification of the upper eyelid contour. Left, Radial drawn by the software from the pupil center. Right, Graphic representation of the eyelid contour. The line that represents the contour is obtained when the observer marks the intersections between the radial lines and the eyelid margin. fully dissected from the lateral to the medial aspect of the eyelid. The lateral horn of the LPS was cut or not depending on the amount of lateral preoperative retraction. Finally, the exposed Müller’s muscle was undermined and excised. In all patients, the LPS recession and Müller’s muscle extirpation were gradually reduced as the surgery progressed toward the medial portion of the eyelid. In the remaining 10% of surgeries, the posterior approach was used.13 In this case, the eyelid was everted over a Desmarres retractor exposing the palpebral conjunctiva. The conjunctiva was ballooned with a local FIG. 2. Distribution of the lateral/medial (LM) ratio in the controls and patients with Graves orbitopathy. anesthetic, incised at the level of the superior tarsal border, and dissected from the underlying Müller’s muscle with Westcott scissors. This muscle was next extirpated from the lateral to the medial direction. If necessary, the lateral horn of the LPS was cut and recessed. Eyelid Contour Analysis. First, 3 physicians (a general plastic surgeon, an oculoplastic specialist, and an ophthalmologist) who were not aware of the preoperative appearance of the palpebral fissure of the patients FIG. 3. Distribution of the quantitative contour analysis with good (upper), fair (middle) and poor (bottom) postoperative results. LM, lateral/medial. © 2012 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 76 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 28, No. 6, 2012 Contour Abnormalities in Graves Upper Eyelid Retraction FIG. 4. Contour abnormalities in the poor category. Left, Preoperative retraction. Right, Postoperative appearance. From above, Flat shape, lateral ptosis, lateral peak, and medial ptosis. subjectively graded the postoperative upper eyelid contour in 3 categories: poor, fair, and good. All patients had at least more than 6 months of follow up after surgery. A contour was classified only when 2 of the judges agreed on their judgment Following the subjective classification, the pre- and postoperative contours of all eyelids were measured with the assistance of a custom-made software recently developed in the Matlab MathWorks.12 First, the user arbitrarily defines the pupil center, then the software draws a vertical line at the noon position (90°) and 6 radial lines 15° apart from the midline in the temporal (105°, 120°, 135°,150°, 165°, and 180°) and nasal (75°, 60°, 45°, 30°, 15°, and 0°) sectors of the eyelid fissure. The only task of the user is to mark the intersections of the radial lines on the eyelid margin edge. The length of the line which intersected the eyelid margin at the noon position (90°) is the conventional midpupil lid distance (MPLD) commonly used to record the height of the upper eyelid with a millimeter ruler in clinical settings.14,15 The other lines can be seen as radial MPLDs. The lengths of all lines are automatically calculated by the software and displayed on a polar plot, which represented the quantification of the whole eyelid contour (Fig. 1). Eyelid contour was expressed as the ratio between the sum of the lateral (165°, 150°, 135°, 120°, and 105°) and medial (15°, 30°, 45°, 60°, and 75°) MPLDs (lateral/medial ratio). Contour asymmetry was defined by any lateral/medial ratio different from 1.0. Statistical Analysis. All statistical analyses were performed using the SAS system. Data are reported as means ± standard deviation. Compari- sons regarding the parameters of the MPLDs at 90° between groups and judgments were performed by 1-way analysis of variance and the t test. RESULTS The mean and standard deviation of MPLD at 90° was 4.07 ± 0.73 mm for the control group. These figures concur well with previous studies that define upper eyelid retraction as any eyelid that is 5.5 mm or more above the pupil center.16,17 Preoperatively, all eyelids of the patients were outside the normal range. The mean midpupil eyelid distance at 90° was 7.65 ± 1.20 mm. Figure 2 displays the distribution of lateral/medial ratios for the controls and patients with Graves orbitopathy. The mean lateral/medial ratio of the control group was 1.10 ± 0.11. Among the patients with Graves orbitopathy, this lateral asymmetry increased significantly (mean lateral/medial ratio = 1.15 ± 013; t = 2.38; p = 0.02). Postoperatively, the mean midpupil eyelid distance at 90° was 4.16 ± 1.13 mm. The surgeons agreed on the classification of 54 of the 62 eyelids evaluated. A total of 23 contours were classified as good, 16 as fair, and 15 as poor. The mean MPLD at 90° of the contours judged as poor (3.51 ± 1.34 mm) was significantly lower than that of the eyelids with good (4.45 ± 0.85 mm) and fair (4.49 ± 1.22 mm) contours (F = 4.01; p = 0.024). The mean lateral/medial ratio of the 3 subjective categories was similar (good: 1.10 ± 0.10; fair: 1.09 ± 0.16; poor: 1.20 ± 0.24; F = 2.05; p = 0.139). However, as shown in Figure 3, the shapes of the distributions differed between categories. The distribution of the eyelids judged as having good contours was similar to the distribution of the controls with a modal value centered on the interval between 1.0 and 1.10. The distribution of the eyelids judged as having poor contour © 2012 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 77 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. 28, No. 6, 2012 S. F. T. Ribeiro et al. was bimodal with eyelids with low and high lateral/medial ratios. The graphic analysis of these eyelids revealed that low lateral/medial ratios had a lateral or central overcorrection, giving the eyelid a flat or a lateral ptosis appearance. Eyelids with high lateral/medial ratios showed either a lateral undercorrection or a medial overcorrection (Fig. 4). decision on the extent of lateral dissection. The results suggest that aggressive lateral debilitations carry the risk of central and medial overcorrection with unfavorable results. They also show that a small lateral asymmetry is a normal finding, and the optimal goal is to be achieved by many patients. DISCUSSION REFERENCES There is a large body of technical variations published for the surgical correction of eyelid retraction in Graves orbitopathy. The LPS and Müller’s muscle can be weakened in combination or separately by anterior5 or posterior13 approach. The process of muscle debilitation also varies. Both muscles can be lengthened,18 resected, or recessed with19,20 or without spacers.5 Whatever the technique used, there is general agreement that the effect of the procedures is variable, and most authors try to perform the surgery under local anesthesia in a graded and controlled fashion. Although several authors have reported their results in terms of symmetry of eyelid height21,22 or reduction of retraction at the central portion of the eyelid,7,23,24 postoperative contour anomalies are well-known and cited in many articles as a possible complication of any surgery for eyelid retraction correction.11,25 This point was specifically addressed by Shore26 who criticized the strict adherence to the symmetry or position of the central portion of the upper eyelid as a gold standard by which postoperative results are evaluated. Eyelid contour has always been analyzed subjectively because until recently there was no way to quantify any type of upper eyelid deformation in a simple manner. The method used is an extension of the time-honored measurement of the eyelid margin height at the noon position. Instead of just using 1 linear determination, it is easy to establish the position of the upper eyelid margin in multiple angles with a special software.12 It is agreed that some patients sought treatment for preoperative contour anomalies. The most cited anomaly is the so-called lateral eyelid flare sign,27 a term used to name an enhanced lateral retraction. This type of retraction may be caused by a state of LPS overcontraction, because voluntary eyelid retraction in normal subjects induces a typical lateral contour deformation.27 Another explanation for the lateral flare is the involvement of Müller’s muscle, which has an important lateral extension.28,29 The normal upper eyelid contour is smooth and follows a second-degree function (parabola).30 Mathematically, this shape can be explained by the fact that the eyelid rests on the anterior portion of a spherical boy, the eyeball.31 Contour deformities, on the contrary, do not follow any geometric pattern. The results confirm earlier subjective assessments showing that the retracted eyelids of patients with Graves orbitopathy often have a lateral deformation. This lateral contour asymmetry was detected in a large number of the patients operated on. It is thus clear that for a large number of patients, the surgeon’s task when operating an eyelid with retraction is not just a matter of lowering the eyelid margin. Besides correcting the eyelid height, the surgeon should achieve a lateral/medial contour balance. To address the enhanced lateral retraction, it is recommended a more aggressive muscle debilitation on the lateral aspect of the eyelid.5,6 However, in doing so, there is a risk to overcorrect the lateral or central portions of the eyelid. The quantitative analysis of the eyelids subjectively judged with unsatisfactory results indicated that most had a central and medial overcorrection. These eyelids have an unpleasant appearance because the preoperative lateral slant was transformed to a contour that was flat or with medial ptosis. It is clear that during the process of weakening the eyelid retractors, the surgeon faces a critical 1. Lebensohn JE. The eye signs of Graves’ disease. Am J Ophthalmol 1964;57:680–1. 2. 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Ophthal Plast Reconstr Surg g 2000;16:427–31. © 2012 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 79 Capítulo V ______________________________________________________________ Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral Capítulo V - Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por mullerectomia via posterior) na cinética palpebral Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral "Graded Müllerectomy for Correction of Graves Upper Eyelid Retraction: Effect onEyelid Movements." Sara Ribeiro MD; Denny Garcia BSc; Vítor Leal MD; Faria-Correia MD; Amândio Rocha-Sousa MD, PhD; Fernando Falcão-Reis MD, PhD; Antonio Augusto Velasco e Cruz MD, PhD. Ophthal Plast Reconstr Surg 2014; Apr 25 [Epub ahead of print]. 83 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral ORIGINAL INVESTIGATION Graded Müllerectomy for Correction of Graves Upper Eyelid Retraction: Effect on Eyelid Movements Sara Filipa Teixeira Ribeiro, M.D.*, Denny M. Garcia, B.Sc.†, Vítor Leal, M.D.*, Fernando Faria-Correia, M.D.*, Amândio Rocha-Sousa, M.D., Ph.D.*, Fernando Falcão-Reis, M.D., Ph.D.*, and Antonio Augusto Velasco e Cruz, M.D., Ph.D.† *Ophthalmology Unit, Department of Senses Organs, Faculty of Medicine, University of Porto, Porto, Portugal; †Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology, and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto; ‡School of Medicine of Ribeirão Preto and Craniofacial Research Support Center, University of São Paulo, São Paulo, Brazil; §King Khaled Eye Specialist Hospital, Riyadh, Saudi Arabia; and ║Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland, U.S.A. Purpose:: To measure the effect of müllerectomy from posterior approach on the amplitudes of spontaneous blinking and downward eyelid saccades. Methods:: Spontaneous blinks and downward upper eyelid saccadic movements of 16 patients (23 eyelids) with Graves orbitopathy were measured before and after müllerectomy from posterior approach. A new video system was used to continuously register the blinking activity while subjects viewed a commercial movie for 5 minutes. Downward eyelid saccades (30° of downgaze) were also measured with the video system. Results:: Müllerectomy had no effect on the amplitude of the blink. However, as the eyelid margins were significantly lowered by the surgery, the amplitude of the blink movements relative to the pupil center increased substantially. The number of movements occluding the pupil center increased from 0% to 13%. Due to the increased efficiency of blinking, the blink rate decreased. Surgery induced a mean increase of 1.1 mm of downward saccades. Conclusions:: The effects of müllerectomy on the blinks are indirect and related to correction of eyelid retraction. The relative amplitude of blink movements increases and blink rate decreases. Müllerectomy does affect the downward eyelid saccades increasing the ability of the upper eyelid to relax on downgaze. (Ophthal Plast Reconstr Surg g 2014;XX:00–00) U pper eyelid retraction (UER) is the most common manifestation of Graves orbitopathy (GO), and since the nineteenth century, a vast amount of literature has been published on this topic.1 The observation that movements of the retracted eyelids seem to be abnormal in some GO patients has been well documented. A typical example is the eyelid lag of the upper Accepted for publication December 25, 2013. Supported by grants from the Sociedade Portuguesa de Oftalmologia and from the Craniofacial Research Support Center of the University of São Paulo. The authors have no financial or conflicts of interest to disclose. Address correspondence and reprint requests to Antonio Augusto Velasco e Cruz, Department of Ophthalmology, Otorhinolaryngology, and Head and Neck Surgery, School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Av. Bandeirantes, 3900, 14049-900 Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil. E-mail: [email protected] DOI: 10.1097/IOP.0000000000000116 eyelid on downgaze as described by Von Graeffe in 1864.2 Spontaneous blinks are also believed to be somewhat abnormal in GO. Reduced blinking amplitude and low blink rate are signs of GO that have been previously described.3 Although there are numerous surgical techniques for the correction of Graves UER,1 the authors are not aware of any study that investigates the effect of different surgical modalities on eyelid function. In the present study, they used a novel clinical method to record spontaneous blinks and eyelid saccades in a series of patients who underwent graded müllerectomy. METHODS This research adhered to the tenets of the Declaration of Helsinki and was approved by the Ethics Committee of the Hospital das Clínicas of the School of Medicine of Ribeirão Preto, University of São Paulo. Subjects. Twenty-three upper eyelids of 16 patients with GO (12 women; GO group), ranging in age from 19 to 74 years (mean age ± SD, 48.4 ± 11.9 years), underwent eyelid retraction surgery (7 bilateral procedures) for cosmetic reasons. At the time of the study, 12 patients were euthyroid and 4 had hypothyroidism. Nine patients used topical lubricants regularly, but none had any signs of superficial keratopathy. Orbital imaging was performed in all patients with CT (n = 20) or MRI (n = 3). Qualitative analysis of the images indicated that the superior complex was not significantly enlarged in any patient. The upper margin reflex distance (MRD1) of the sample ranged from 4.0 to 8.0 mm (mean ± SD, 5.7 ± 1.1 mm). Five eyelids with MRD1 between 4 and 5 mm underwent surgery to correct eyelid height asymmetry mainly due to unilateral eyelid flare. For comparison, a control group was enrolled, comprising 24 normal subjects (18 women) ranging in age from 24 to 73 years (mean ± SD, 41.4 ± 11.4 years). No subject in the control group had any pathology or surgery that could affect eyelid shape or function. The MRD1 (OD or OS) ranged from 3.0 to 3.5 mm (mean ± SD, 4.0 ± 0.7 mm). Surgery. All surgeries were performed by a single surgeon (V.L.) through the posterior approach as described by Putterman and Fett.4 Briefly, the eyelid was everted over a Desmarres retractor exposing the palpebral conjunctiva. The conjunctiva was ballooned with a local anesthetic, incised at the level of the superior tarsal border, and dissected from the underlying Müller’s muscle with Westcott scissors. This muscle was next extirpated in a graded fashion in a lateral-to-medial direction. If necessary, a limited incision of the lateral horn of the levator palpebral superioris (LPS) was performed to correct any residual flare (11 eyelids). Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. XX, No. XX, 2014 85 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. XX, No. XX, 2014 S. F. Teixeira Ribeiro et al. Eyelid Movements. The amplitude of spontaneous blinks and downward eyelid saccades were registered with a portable video system.5 To record the eyelid movements, a small blue light-emitting diode (LED), measuring 2 × 1 × 1 mm, brightness 100 mcd, was placed just above the eyelashes of the eyelid on pretarsal area (Fig. 1). A commercial high-speed camera was aligned with a small LED in the subject’s primary position of gaze. Controlled by a laptop computer, the camera registered the upper eyelid motion on OU using RGB color image, 800 × 350 pixels, 150 dpi resolution, at 120 Hz (120 frames/s). The LEDs were detected, and their coordinates precisely measured with customized software. The spontaneous blink rate was estimated after 5 minutes of continuous registration, while the subjects watched a commercial movie. Eyelid saccades were measured when the eye rotated from the primary position of gaze to 30° downward. The mean of 3 consecutive movements was taken as the movement value. All preoperative measurements were performed 2 to 4 weeks preoperatively. Postoperatively, patients were measured after the symptoms and signs of inflammation had disappeared, typically at 4 weeks after surgery. Statistical Analysis. Paired t tests were used to compare the movements of the eyelids before and after surgery. Comparisons of these values with those of the control group were performed with the independent t test. A p value less than 0.05 was considered statistically significant. RESULTS The mean preoperative MRD1 of the GO group (5.7 mm) was statistically significantly higher than the control group (4.0 mm; p < 0.001). Postoperatively, the mean MRD1 dropped to 3.7 ± 0.66 mm (standard error [SE]), which was similar to the control group (p ( = 0.36). Figure 2 shows typical examples of the effect of the surgery on eyelid position and contour. FIG. 1. Small blue light-emitting diode fixed on the central part of the pretarsal portion of both upper eyelids. The Y coordinate indicates the amount of the vertical descent of the eyelid. The X changes are due to the horizontal movement of the eyelid during the blink. FIG. 2. Top, Preoperative Graves upper eyelid retraction. Bottom, Postoperative results. Notice the correction of the eyelid flare sign on the left and a discrete lowering of the eyelid margin on the right. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 86 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. XX, No. XX, 2014 Effect of Müllerectomy on Eyelid Movements Values (mean ± standard error) of parameters of upper eyelid movements of the controls and patients before (preop) V and after (postop) surgery Spontaneous blinks Downward saccades Subjects Amplitude (mm) Maximum velocity (mm/s) Amplitude/MPLD Rate (blinks/min) Amplitude (mm) Maximum velocity (mm/s) Patients Preop Postop Controls 7.9 ± 0.47 7.4 ± 0.46 6.7 ± 0.43 160.7 ± 11.21 150.2 ± 12.86 154.11 1.5 ± 0.11 2.0 ± 0.15 1.72 ± 0.12 18 ± 2.2 14 ± 1.8 16 ± 1.9 7.1 ± 0.20 8.2 ± 0.20* 7.1 ± 0.22 112.7 ± 4.24 125.2 ± 5.05** 100.0 ± 4.31 Postop, postoperative; preop, preoperative. *p < 0.001; **p = 0.002. The Table presents the mean values ± SE of spontaneous blinks parameters and the saccadic amplitude for the control group and GO group before and after surgery. There was no statistical difference between groups in the mean preoperative blink parameters (amplitude, t = 1.92, p = 0.06; rate, t = 0.60, p = 0.55; relative amplitude, t = 1.58, p = 0.12). The mean preoperative amplitude of the saccadic movements was not statistically significantly different between groups (t = 0.007; p = 0.99). The blink amplitude was not significantly different postoperatively compared with preoperatively (t = 1.60; p = 0.12; Fig. 3). However, because the eyelid margin was lowered after surgery, the relative amplitude of the blinks relative to the pupil center increased significantly. The number of blinks not reaching the pupil center (values < 1) decreased from 17.4% to 4.3%, and the number of movements completely occluding the fissure (values > 3) increased from 0% to 13% (Fig. 4). Because the efficacy of the blinking activity increased, the mean blink rate decreased statistically significantly (t = 2.1; p = 0.046). The amplitude of downward saccadic movements increased significantly after müllerectomy (t = 5.61; p < 0.001; Fig. 5). The differences between the preoperative and postoperative measurements ranged from 0 to 3.2 mm (mean ± SE, 1.1 ± 0.2 mm). No correlation was found between the degree of eyelid lowering and the increment of saccade amplitude. However, the increase on the amplitude tended to be related to the magnitude lowering effect. For instance, the median increment of the saccadic amplitude was 1.35 mm for the eyelids lowered more than 1.5 mm and only 0.5 mm for those lowered < 1.5 mm. However, due to small size of each group, this difference failed to be significant. DISCUSSION The spontaneous blinking activity is generally considered abnormal in Graves UER; however, there is a relative paucity of studies corroborating this classic concept. The findings observed on the current study concur well with a previous report that the amplitude of the blinking movements of patients with GO were similar to a control group of normal patients.6 The authors believe that any research on blinking in GO needs to be put in the context of the clinical characteristics of the samples studied. Specifically, one should consider the magnitude of retraction and the radiologic evidence of LPS enlargement. The retraction levels of the present sample were not high, no patient had any signs of superficial keratopathy, and the LPS did not seem especially enlarged. In addition, eyelid lag was not also present, indicating that the elastic components of the eyelids undergoing surgery were not seriously affected by the disease. It is possible that the findings would differ in a sample of patients with a predominance of eyelid lag on downgaze and clear signs of LPS hypertrophy. Eye surface changes due to dry FIG. 3. Spontaneous blinks before (top) and after (bottom) eyelid surgery. The mean amplitude of the blinks was not affected by the surgery. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 87 Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral Ophthal Plast Reconstr Surg, Vol. XX, No. XX, 2014 S. F. Teixeira Ribeiro et al. FIG. 5. Example of the effect of müllerectomy on downward eyelid saccades. FIG. 4. Distribution of the amplitude of blink movements related to the pupil center, before (top) and after (bottom) müllerectomy. V Values < 1 indicate that the eyelid margin did not reach the pupil center. V Values > 3 indicate the fissure was completely occluded. eye is another factor that may influence the blinking kinematics in GO. As the authors have mentioned, the ocular surface of their patients were normal. In this study group (GO group) with normal blinking movements, müllerectomy did not affect the amplitude of the blink. This result suggests that Müller’s muscle plays no role in blink kinetics. However, because the eyelid margins are lowered by surgery, there was a clear beneficial effect because the relative amplitude of the blinks increased. After surgery, a substantial number of movements occluded the fissure, and only a few blinks did not reach the pupil center. The blink rate diminished postoperatively, a finding that the authors believe is associated to the increased efficacy of the blinks protecting the cornea. Although müllerectomy had no effect on blinking amplitude, the downward saccade movements increased significantly after surgery. This is another clear beneficial effect of the surgery because it indicates that after surgery the passive forces of the upper eyelid are dissipated with more efficiency on downgaze, increasing the ability of the eyelid to relax. From a therapeutic point of view, the increment on the downward saccades prevent lagophthalmos during sleep. In summary, müllerectomy from posterior approach acts on spontaneous blinks primarily by the effect of lowering the eyelid margin. The surgery does increase downward saccades. REFERENCES 1. Cruz AA, Ribeiro SF, Garcia DM, et al. Graves upper eyelid retraction. Surv Ophthalmoll 2013;58:63–76. 2. Von Graefe HA. Vortrag Ueber die Basedowsche Krankheit. Klinische Monatsblatter fur Augenheilkunde. 1864;2:183–5. 3. Lebensohn JE. The eye signs of graves’ disease. Am J Ophthalmol 1964;57:680–1. 4. Putterman AM, Fett DR. Müller’s muscle in the treatment of upper eyelid retraction: a 12-year study. Ophthalmic Surg g 1986;17:361–7. 5. Wambier SPF, Ribeiro SF, Garcia DM et al. Two dimensional video analysis of the upper eyelid motion during spontaneous blinking. Ophthal Plast Reconstr Surg. 2014 Jan 29 [Epub ahead of print]. 6. Garcia DM, Messias A, Costa LO, et al. Spontaneous blinking in patients with Graves’ upper eyelid retraction. Curr Eye Res 2010;35:459–65. © 2014 The American Society of Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, Inc. 88 Capítulo VI - Discussão Global e Conclusões ______________________________ Discussão Global e Conclusões Discussão Global e Conclusões 1. Anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior da OG A retração da pálpebra superior é o sinal mais comum e característico da OG (Lebensohn 1964). As pálpebras afetadas, além de retraídas, podem apresentar anomalias de contorno. A deformidade de contorno mais descrita é a retração mais acentuada da porção lateral da pálpebra, designada lateral flare sign (Waller 1982). Apesar das anomalias de contorno da OG serem bem conhecidas (Cruz, Akaishi and Coelho 2003; Cruz, Coelho, Baccega, Lucchezi, Souza and Ruiz 1998; Waller 1982), a literatura sobre a sua etiologia é bastante escassa. Neste trabalho, foi usado um novo método de avaliação quantitativa do contorno (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012) para determinar com precisão a localização dos picos de contorno de uma amostra de pálpebras com retração por OG. O método consiste na utilização de um software para análise da imagem da fenda palpebral. O princípio é o mesmo da distância entre o centro da pupila e a margem palpebral. Porém, além de fornecer a medida central, na posição das 12 horas, o uso do software fornece múltiplas DMCP radiais, partindo do centro da pupila e intervaladas entre si de 15º. A intersecção destes raios com a margem palpebral fornece os valores angulares de DMCP, o que permite a análise quantitativa do contorno palpebral. Este trabalho demonstrou que uma pequena assimetria lateral é um achado normal. Pretendeu-se avaliar a simetria dos setores lateral e medial das pálpebras superiores. Para isso, foi realizada a soma das DMCPs em cada setor, e o valor obtido no setor lateral foi dividido pelo valor obtido no setor 91 Discussão Global e Conclusões medial. Assim, os valores maiores do que a unidade identificaram as assimetrias laterais, e os valores menores identificaram as assimetrias mediais. Esta constatação já é conhecida na literatura (Cruz, Akaishi and Coelho 2003; Lemke 1991) e justificada pelo fato de que o globo ocular, em posição primária do olhar, está medial ao eixo da órbita, fazendo com que uma parte maior de esclera temporal seja naturalmente exposta (Lemke 1991). Os nossos resultados mostraram também que um número substancial de pálpebras apresentava deformidades de contorno medial. Além disso, o nível de retração parece ser um fator importante no desenvolvimento de anomalias do contorno. As anomalias do contorno palpebral na retração da pálpebra superior por OG têm sido discutidas desde o início dos anos 50. Moran (Moran 1956) foi o primeiro a notar que, após a correção cirúrgica da retração, o lado temporal de algumas pálpebras se mantinha muito alto e com uma aparência bizarra. Esta deformidade lateral no pós-operatório foi reconhecida como um elemento chave a ter em conta no decurso da cirurgia da retração palpebral. Para evitar procede-se a uma disseção mais agressiva da porção temporal da pálpebra (Buffam and Rootman 1978; Moran 1956; Putterman and Urist 1972; Waller 1982). Estranhamente e apesar da noção da importância de alcançar um contorno pós-operatório adequado, vários cirurgiões têm considerado as deformidades do contorno como uma complicação comum de qualquer tipo de cirurgia de correção da retração palpebral por OG. A principal dificuldade na análise das deformidades de contorno está relacionada com um problema metodológico: como expressar linhas curvas complexas de uma forma simples. Até recentemente, os contornos das 92 Discussão Global e Conclusões pálpebras eram avaliados subjetivamente e as anomalias descritas como arcos góticos, entalhes, picos, lateral flare, etc. (Harvey and Anderson 1981; Older 1991; Shore 1996; Waller 1982). Deve-se salientar que a determinação do pico do contorno não tem o mesmo significado que medição dos picos medial e lateral. Como foi demonstrado por Flynn et al. (Flynn, Rose and Shah-Desai 2011), quando uma linha horizontal se move até tocar na pálpebra, o seu ponto de contato expressa o local do contorno onde a primeira derivada é igual a zero (Cruz and Garcia 2011). O ponto mais alto do contorno é sempre perto do centro. O contorno pode ter uma deformação medial ou lateral, no entanto, o ponto mais alto do contorno localizar-se-á perto do centro. A representação gráfica das distâncias pálpebra-centro da pupila permite visualizar e quantificar as deformidades de contorno em qualquer localização (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012). Não existe na literatura a descrição do espectro de anomalias de contorno lateral e medial na retração palpebral por OG. Na nossa casuística verificamos que o grau de retração não está correlacionada com o grau de proptose, noção já adiantada anteriormente (Frueh 1984). A proptose é um sinal característico da doença, presente em aproximadamente 60% dos doentes com OG (Bartley, Fatourechi, Kadrmas, Jacobsen, Ilstrup, Garrity and Gorman 1996). A ocorrência de retração palpebral na ausência de exoftalmia é bem reconhecida (Eden and Trotter 1942; Pochin 1939), contudo também é reconhecido que grandes proptoses podem exacerbar a retração palpebral mecanicamente: se a posição do globo ocular é muito anterior em relação à órbita, a pálpebra superior pode não cobrir a córnea e tende a repousar sobre o equador do globo ocular (Lemke 1991). 93 Discussão Global e Conclusões O conceito de que o grau de proptose ocular não é necessariamente correlacionado à magnitude da retração palpebral superior é tradicional na literatura oculoplástica (Frueh 1984). Recentemente, Cho et al estudou o efeito da descompressão de órbita na retração palpebral de doentes com OG. Não encontraram correlação entre mudanças nos valores de exoftalmometria e na posição da pálpebra superior após a cirurgia (Cho, Elner, Nelson and Frueh 2011). Verificamos ainda que os nossos resultados são concordantes com o conceito instituído de que as anomalias de contorno lateral são frequentes na retração da pálpebra superior por OG (Buffam and Rootman 1978; Ceisler, Bilyk, Rubin, Burks and Shore 1995; Elner, Hassan and Frueh 2004; Levine and Chu 1991; Liu 1993; Moran 1956; Older 1991; Putterman and Urist 1972; Shore 1996; Waller 1982). Estas anomalias, nomeadamente o sinal do "flare lateral" pode ser explicado pelas extensões laterais importantes do MM (Morton, Elner, Lemke and White 1996) ou pelo facto das fibras superolaterais do septo intermuscular estarem aumentadas na OG (Goodall, Jackson, Leatherbarrow and Whitehouse 1995) e pelo corno lateral do MEPS ser mais forte que o medial (Anderson and Beard 1977; Morton, Elner, Lemke and White 1996). As nossas medições indicaram que as deformidades laterais estão localizadas sobretudo entre 120 e 150 graus. Estas anomalias deslocam-se para mais perto do centro, a 105º, quando temos níveis elevados de retração. Nesta situação, o número de picos mediais aumenta, sendo este um achado novo com relevância teórica e prática. Do ponto de vista teórico estes resultados podem indicar que a associação de elevados graus de retração com picos do contorno localizados 94 Discussão Global e Conclusões mais centralmente, pode ser um reflexo do arranjo normal das forças que deslocam o ponto mais alto do contorno da pálpebra para perto do centro. Além disso, os pacientes com OG apresentam uma grande variabilidade interindividual na distribuição das forças do MEPS e MM ao longo da margem palpebral. A demonstração de que existe um espectro de deformidades palpebrais nos doentes com retração palpebral por OG tem uma grande importância na correção cirúrgica desta retração. Como consequência desta análise é aconselhável, durante a correção da retração, baixar a margem da pálpebra e ao mesmo tempo atingir um contorno normal, semelhante a uma função de segundo grau (parábola) (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012). Assim uma avaliação pré-operatória do contorno é essencial enquanto que o enfraquecimento na porção lateral da pálpebra não é sempre o procedimento mais importante. 2. Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais O PE é responsável pela distribuição contínua e estabilidade do filme lacrimal sobre a córnea. O movimento da pálpebra superior é essencial para proteger a superfície ocular e assegurar a função visual (Cruz, Garcia, Pinto and Cechetti 2011). O PE está comprometido em várias patologias que afetam a pálpebra superior, nomeadamente, ectrópio cicatricial, retração palpebral, lagoftalmo paralítico e cicatricial, etc. A perda de função da pálpebra superior nestas patologias, contribui para a proteção inadequada da superfície ocular, o 95 Discussão Global e Conclusões que aumenta o risco de complicações oculares graves devido a exposição corneana. Estas patologias são frequentemente tratadas cirurgicamente. As cirurgias visam restaurar o pestanejo e diminuir a exposição corneana. No entanto, a literatura oftalmológica é surpreendentemente escassa de dados quantitativos relativos aos movimentos da pálpebra superior. Os poucos estudos sobre cinética palpebral foram realizados em laboratório, utilizando o magnetic search coil (Evinger, Bao, Powers, Kassem, Schicatano, Henriquez and Peshori 2002; Evinger, Manning and Sibony 1991; Sibony, Evinger and Manning), técnica que não se pode utilizar na prática clínica diária. O princípio básico da técnica consiste na obtenção de variações de sinais eletromagnéticos que ocorrem devido a mudanças na inclinação de uma bobina colocada num campo eletromagnético. Além do espaço necessário, este método exige um sistema de calibração rigoroso e um software de análise específico. Um dos trabalhos desenvolvidos teve como objetivo validar um novo método de registo e medição precisa dos movimentos das pálpebras, que pode ser facilmente utilizado na clínica. A falta de dados clínicos sobre o efeito na cinética palpebral das diferentes patologias que afetam a pálpebra superior deve-se a problemas metodológicos. Por outro lado, não é fácil medir movimentos tão rápidos como os movimentos de PE. Face a isto a cinética palpebral tem sido quantificada apenas em laboratórios especializados (Evinger, Manning and Sibony 1991; Sibony, Evinger and Manning). Apesar de diferentes técnicas, tais como electro-oculografia dinâmica (Barbato, De Padova, Paolillo, Arpaia, Russo and Ficca 2007; Colzato, Van den Wildenberg and Hommel 2008; Mackert, Woyth, Flechtner and Volz 1990) e 96 Discussão Global e Conclusões eletromiografia (Holder, Scott, Hannaford and Stark 1987; Van Allen and Blodi 1962) terem sido utilizadas para gravar os pestanejos, o magnetic search coil é considerado o melhor método para os estudar. O magnetic search coil foi originalmente desenvolvido por Robinson para medir movimentos rotacionais rápidos, como os sacádicos oculares (Robinson 1963). Este método permite uma alta resolução espacial (até 0,1 graus ou 0,02 milímetros). Como os deslocamentos da pálpebra superior são movimentos rotacionais, a técnica foi utilizada para gravar o pestanejo e os movimentos sacádicos palpebrais (Guitton, Simard and Codere 1991). Embora seja um método extremamente sensível e preciso, a utilização do magnetic search coil apresenta algumas dificuldades. O equipamento que gera o campo magnético é volumoso e caro. A técnica não consegue detetar deslocamentos da pálpebra inferior. Por fim, a fixação da bobina na área de pré-tarsal da pálpebra superior pode ser difícil ou mesmo impossível nas pálpebras orientais com sulcos baixos ou ausentes. Por tudo isto, esta técnica não se aplica à prática clínica diária. Outro método de avaliação do pestanejo é a utilização do vídeo. Este tem sido usado como uma alternativa ao magnetic search coil desde há algum tempo. No passado, dados clássicos sobre a fisiologia palpebral, foram obtidos com câmaras de alta velocidade (Doane 1980). No entanto, na era précomputador, o trabalho necessário para processar várias centenas de imagens da pálpebra superior foi uma limitação importante (Hung, Hsu and Stark 1977). Além disso, as câmaras de alta velocidade eram caras e não eram práticas para o uso clínico. Alguns autores tentaram superar essas limitações usando uma câmara (proparoxítana) que processava somente linhas verticais (Gittins, 97 Discussão Global e Conclusões Martin and Sheldrick 1995). Outra opção é o uso de software que deteta marcas específicas colocadas na pálpebra (Sforza, Rango, Galante, Bresolin and Ferrario 2008). Uma variante deste último método é a videonistagmografia. Esta consiste no registo dos movimentos oculares, acompanhando o centro da pupila. Num artigo recente, os autores desenharam num papel uma mancha preta de 10 mm de diâmetro e anexaram a esta uma máscara de alumínio (20 x 20 mm), fixada seguidamente na extremidade livre da margem palpebral (Casse, Sauvage, Adenis and Robert 2007). Este método tem como limitação o facto de se verificar que a distância entre a máscara de alumínio e a pele aumentar artificialmente o raio de rotação da pálpebra. Consequentemente, os movimentos registados são muito maiores do que o movimento real, o que constitui uma limitação clara deste método. Outra técnica interessante usando o vídeo são os métodos baseados na deteção de diferenças de brilho nas imagens da fenda palpebral durante a fase descendente e ascendente do movimento de pestanejo (Caffier, Erdmann and P. 2003). Com esta técnica, o olho é iluminado com uma luz infravermelha, sendo necessário um dispositivo que deteta a sua luz refletida. Tanto a fonte de luz como o seu detetor são montados sobre uma armação de prova. A cinética palpebral é, portanto, medida de uma forma indireta, pelo cálculo das diferenças de área da fenda palpebral. O uso deste novo método aqui aplicado parece ser a solução mais simples para medir os movimentos das pálpebras em ambientes clínicos. Este método usa pequenos LEDs colocados sobre a pálpebra. Estes LEDs são baratos e a intensidade do seu brilho pode ser controlada por uma fonte de 98 Discussão Global e Conclusões alimentação personalizada. Os LEDs são mais pequenos que as bobinas, podem ser posicionados perto da margem palpebral e não provocam qualquer artefacto posicional. Não é necessário equipamento específico e uma câmara de alta velocidade com 120 hertz de resolução temporal, que permite uma precisão de 0,15 mm, é bastante acessível. Com o objetivo de quantificar uma grande quantidade de movimentos é necessário usar um software adequado para identificar automaticamente os pestanejos e medir a amplitude e a velocidade máxima de cada movimento. Este software está disponível e pode ser solicitado on-line. Os nossos resultados indicam que os movimentos palpebrais gravados com este sistema de vídeo são qualitativamente idênticos aos obtidos com magnetic search coil. Observamos uma alta correlação entre as medidas obtidas com os dois métodos. Uma característica importante do vídeo é que os componentes horizontal e vertical dos PE são registados separadamente. Embora deslocamentos horizontais das pálpebras possam, teoricamente, ser quantificados com o magnetic search coil, este tipo de medição não é normalmente realizada com bobinas. O deslocamento medial da margem palpebral superior durante o encerramento palpebral (Frueh, Hassan and Musch 2005) e o PE (Kennard and Glaser 1964) foi previamente descrito. No entanto, não está descrita a análise quantitativa desse deslocamento durante o pestanejo. Os nossos resultados mostram claramente que a fase descendente do pestanejo não é um movimento vertical puro. À medida que a pálpebra desce, há um deslocamento horizontal da margem palpebral superior no sentido medial. Este deslocamento medial tem sido descrito diversas vezes para pálpebra inferior. Doane (Doane 1980) no seu artigo clássico mostrou que durante a fase descendente do 99 Discussão Global e Conclusões pestanejo os pontos lacrimais superior e inferior são compactados e deslocados medialmente. Ele mediu o deslocamento da pálpebra inferior mas não o da pálpebra superior. Apenas descreveu que quando há um encerramento completo da pálpebra inferior, esta é acompanhada pela pálpebra superior. Os nossos resultados indicam que um movimento horizontal da pálpebra superior ocorre independentemente da amplitude de pestanejo. Este deslocamento medial da margem palpebral superior é muito semelhante ao do movimento do globo ocular em direção nasal, que ocorre durante o pestanejo (Bour, Aramideh and de Visser 2000; VanderWerf, Brassinga, Reits, Aramideh and Ongerboer de Visser 2003). O movimento horizontal da pálpebra parece ser dependente da intensidade da contração do músculo orbicular e, portanto, não sendo um deslocamento passivo provocado pelo contacto entre as pálpebras superiores e inferiores. A quantificação da cinética palpebral pode ajudar na avaliação do efeito de alguns tratamentos cirúrgicos amplamente realizados em oculoplástica. Por exemplo, na ptose congénita a quantidade de recessão do MEPS é variável. Alguns autores recomendam grandes quantidades de resseção do músculo além do LW como uma opção para suspensão frontal em casos de ação pobre do MEPS (Decock, Shah, Delaey, Forsyth, Bauters, Kestelyn, De Baere and Claerhout 2011; Epstein and Putterman 1984; Johnson 1985). O efeito deste tipo de cirurgia na cinética palpebral é em grande parte desconhecido. A abordagem da paralisia de Bell irreversível é outro tema que merece ser estudado quantitativamente. Reabilitação de pálpebras superiores paralisadas, com inserção peso de ouro (Abell, Baker, Cowen and Porter 1998) é uma 100 Discussão Global e Conclusões cirurgia popular, mas estamos conscientes que se torna necessário caracterizar os benefícios deste procedimento no PE. A cinética palpebral merece também ser quantificada em situações de retração da pálpebra superior por OG. Há uma infinidade de técnicas cirúrgicas descritas para corrigir a posição da margem palpebral nestes doentes (Cruz, Ribeiro, Garcia, Akaishi and Pinto 2013). No entanto, não se sabe se a redução da retração é acompanhada por uma mudança significativa na amplitude ou na velocidade do PE; este facto levou-nos a estudar o efeito da müllerectomia na cinética palpebral, utilizando este método. Em conclusão, acreditamos que é essencial a caracterização objetiva da cinética palpebral em oftalmologia. Este sistema de vídeo simples é suficiente para cumprir este objetivo. 3. Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral Um dos pontos mais importantes para qualquer procedimento destinado a corrigir a retração da pálpebra superior é evitar as anomalias de contorno pós-operatórias. Apesar de bem conhecidas na literatura oculoplástica (Ceisler, Bilyk, Rubin, Burks and Shore 1995; Harvey and Anderson 1981), estas deformidades do contorno nunca foram analisadas de uma forma quantitativa. No nosso estudo, foi utilizado o novo método atrás descrito de avaliação quantitativa do contorno palpebral (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012) numa série de pacientes com OG submetidos a cirurgia para correção da retração palpebral superior. 101 Discussão Global e Conclusões Há uma grande variedade de opções técnicas publicadas para a correção cirúrgica da retração palpebral na OG. O MEPS e MM podem ser enfraquecidos em combinação ou separadamente por via anterior (Harvey and Anderson 1981) ou posterior (Putterman 1981). O processo de enfraquecimento muscular também varia. Ambos os músculos podem ser alongados (Grove 1980), ressecados ou recuados com (Flanagan 1980; Meltzer 1978) ou sem uso de spacers (Harvey and Anderson 1981). Seja qual for a técnica utilizada, há um consenso geral de que o efeito dos procedimentos é incerto, e a maioria dos autores tentam realizar a cirurgia sob anestesia local, de forma gradual e controlada. Embora vários autores tenham descrito os resultados em termos de simetria da altura da pálpebra (Chalfin and Putterman 1979; Levine and Chu 1991) ou redução da retração na porção central da pálpebra (Dixon 1982; Khan, Garden, Faghihi and Parvin 2002; Small 1988), as anomalias de contorno pós-operatórias são bem conhecidas e citadas como uma possível complicação da cirurgia de correção da retração palpebral (Ceisler, Bilyk, Rubin, Burks and Shore 1995; Liu 1993). Este ponto foi especificamente abordado por Shore (Shore 1996) que defendeu ser insuficiente considerar apenas a simetria ou a posição da porção central da pálpebra superior na avaliação dos resultados pós-operatórios. O contorno palpebral tem sido sempre analisado subjetivamente, porque, até recentemente, não havia nenhuma forma simples de quantificar qualquer tipo de deformação da pálpebra superior. O método utilizado é uma extensão da medida comummente usada da altura margem palpebral ás 12 horas. Em vez de usar apenas uma determinação linear, é fácil estabelecer a posição da 102 Discussão Global e Conclusões margem da pálpebra superior em vários ângulos com recurso a um software específico (Milbratz, Garcia, Guimaraes and Cruz 2012). Alguns dos nossos doentes procuraram tratamento devido a anomalias de contorno pré-operatórias. A assimetria de contorno lateral foi detetada num grande número de doentes operados. Ficou assim claro que, para um grande número de pacientes, a cirurgia de uma pálpebra com retração não é apenas para baixar a margem palpebral. O cirurgião deve alcançar o equilíbrio de contorno lateral/ medial. Para abordar a retração lateral, é recomendável um enfraquecimento muscular mais agressivo no setor lateral da pálpebra (Harvey and Anderson 1981; Putterman and Fett 1986). No entanto, este procedimento tem um risco aumentado de hipercorreção das porções lateral e central da pálpebra. A análise quantitativa das pálpebras avaliadas subjetivamente com resultados insatisfatórios indicaram que a maioria teve uma hipercorreção central e medial. Estas pálpebras têm uma aparência desagradável porque a inclinação lateral pré-operatória foi transformada num contorno plano ou com ptose medial. Durante o processo de enfraquecimento dos retratores da pálpebra, o cirurgião enfrenta uma decisão crítica sobre a extensão lateral da dissecção. Os resultados sugerem que cirurgias laterais agressivas aumentam o risco de hipercorreção central e medial, com resultados desfavoráveis. Como já foi referido, uma pequena assimetria lateral é um achado normal, sendo o objetivo a ser atingido em muitos doentes (Ribeiro, Milbratz, Garcia, Fernandes, RochaSousa, Falcao-Reis and Cruz 2013). 103 Discussão Global e Conclusões 4. Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por mullerectomia via posterior) na cinética palpebral Como já referido, a retração da pálpebra superior é a manifestação mais comum da OG (Cruz, Ribeiro, Garcia, Akaishi and Pinto 2013). Sabe-se que em alguns doentes com OG, as pálpebras retraídas apresentam movimentos anormais (Garcia, Pinto, Barbosa and Cruz 2011). Um exemplo típico é o atraso na descida da pálpebra superior no olhar para baixo bem descrita por Von Graefe em 1864 (Von Graefe 1864), que ficou conhecido por sinal de Von Graefe. Acredita-se que o PE esteja anormal na OG. A diminuição da taxa e amplitude do pestanejo são também sinais da OG descritos no passado (Lebensohn 1964). Embora existam inúmeras técnicas cirúrgicas para correção da retração palpebral da OG, não temos conhecimento de qualquer estudo sobre o efeito das diferentes modalidades cirúrgicas na função da pálpebra. Neste estudo, utilizamos um novo método clínico de registo dos movimentos palpebrais para medir, numa série de doentes com OG, os efeitos da müllerectomia graduada por via posterior no PE e na amplitude dos movimentos sacádicos palpebrais. Pensa-se que a atividade de PE seja anormal na retração palpebral superior da OG, no entanto há poucos estudos a validar este conceito clássico. Os resultados observados na nossa casuística confirmam, como observado anteriormente, que a amplitude dos movimentos de PE em pacientes com OG foi semelhante aos controlos (Garcia, Messias, Costa, Pinto, Barbosa and Cruz). Acreditamos que qualquer investigação sobre pestanejo em OG deve considerar as características clínicas da amostra estudada. Especificamente, 104 Discussão Global e Conclusões deve considerar-se a magnitude da retração palpebral e a evidência radiológica de espessamento do MEPS. Na amostra que estudamos, os níveis de retração não eram altos. Nesta nenhum doente revelava sinais de ceratopatia superficial e o MEPS não se apresentava espessado. Além disso, o atraso do movimento da pálpebra na infradução (lid lag) não estava presente, indicando que os componentes elásticos das pálpebras operadas não foram seriamente afetados pela doença. É possível que os resultados fossem diferentes numa amostra com predomínio de pálpebras com lid lag e com clara hipertrofia do MEPS. Mesmo na nossa amostra, com movimentos de pestanejo normais, a müllerectomia não afetou a amplitude do PE. Este resultado sugere que o músculo de Müller não desempenha nenhum papel na cinética do pestanejo. No entanto, como a altura da margem palpebral diminuiu com a cirurgia, houve um efeito benéfico evidente porque a amplitude relativa do pestanejo aumentou. Após a cirurgia, um número substancial de movimentos encerra a fenda palpebral enquanto uma pequena percentagem dos movimentos de pestanejo não atinge o centro da pupila. Por outro lado este procedimento diminui a taxa de PE. Este achado está associado ao aumento da eficácia dos movimentos de pestanejo na proteção da córnea. Embora a müllerectomia não tenha tido efeito na amplitude do pestanejo, os movimentos sacádicos descendentes aumentaram significativamente após a cirurgia. Este é outro efeito benéfico da cirurgia já que as forças passivas da pálpebra superior são dissipadas com mais eficácia durante a infradução aumentando consequentemente a capacidade da pálpebra relaxar. Do ponto de vista terapêutico, o aumento dos sacádicos descendentes previne o lagoftalmo noturno. 105 Discussão Global e Conclusões Em resumo, a müllerectomia por via posterior atua primariamente no PE principalmente pelo seu efeito na descida da margem palpebral superior. A cirurgia aumenta descendentes. 106 a amplitude dos movimentos sacádicos palpebrais Discussão Global e Conclusões CONCLUSÕES A discussão que acabámos de efetuar permite-nos apresentar as seguintes conclusões: 1. Anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral superior da OG: x O contorno palpebral superior apresenta assimetria lateral nos sujeitos do grupo controle. x Na retração palpebral superior secundária à OG, a assimetria lateral do contorno tende a ser maior se comparada com o grupo controle. Nesta situação a maior parte dos picos de contorno encontra-se no setor lateral da fenda. As nossas determinações objetivas indicaram que as deformidades laterais estão localizadas sobretudo entre 120 e 150 graus. x Para níveis elevados de retração, as anomalias laterais localizam-se mais centralmente, aos 105 graus, e o número de picos mediais aumenta. x Os valores de exoftalmometria não apresentam correlação com a magnitude da retração palpebral superior. 2. Validação de um sistema de vídeo digital como método de registo e quantificação dos movimentos palpebrais: x A cinética palpebral pode ser medida com precisão com um sistema de vídeo associado a LEDs, adequado à prática clínica. x Os nossos resultados indicam que os movimentos palpebrais gravados com o sistema de vídeo são qualitativamente idênticos aos obtidos com 107 Discussão Global e Conclusões o magnetic search coil. Além disso, as medidas obtidas com os dois métodos estão altamente correlacionadas. x Uma característica importante do nosso sistema de vídeo é que os componentes horizontal e vertical dos pestanejos espontâneos são registados separadamente. x Os nossos resultados mostram claramente que a fase descendente do pestanejo não é um movimento vertical puro. À medida que a pálpebra desce, há um deslocamento horizontal da margem palpebral superior no sentido medial. Um movimento horizontal da pálpebra superior ocorre para qualquer amplitude de pestanejo. 3. Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral: x Na correção cirúrgica da pálpebra superior pretende-se corrigir a altura da pálpebra e alcançar um equilíbrio contorno lateral/ medial. x A análise quantitativa das pálpebras operadas e avaliadas subjetivamente com resultados insatisfatórios indicaram que a maioria teve uma hipercorreção central e medial. Estas pálpebras têm uma aparência desagradável porque a inclinação lateral préoperatória foi transformada num contorno plano ou com ptose medial. 108 Discussão Global e Conclusões x Os resultados sugerem que debilitações laterais agressivas aumentam o risco de hipercorreção central e medial, com resultados desfavoráveis x Uma pequena assimetria lateral é um achado normal, sendo o objetivo a ser atingido na maioria dos doentes. 4. Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior (por müllerectomia via posterior) na cinética palpebral: x Na nossa amostra, com movimentos de pestanejo normais, a müllerectomia não afetou a amplitude do PE. Este resultado sugere que o MM não desempenha nenhum papel na cinética do pestanejo. x A müllerectomia por via posterior atua primariamente no PE principalmente pelo seu efeito na descida da margem palpebral superior. Após a cirurgia, um número substancial de movimentos encerram a fenda palpebral e apenas uma pequena percentagem dos movimentos de pestanejo não atinge o centro da pupila. x A taxa de PE diminuiu após a cirurgia, um achado que consideramos estar associado ao aumento da eficácia dos movimentos de pestanejo na proteção da córnea. x Embora a müllerectomia não tenha tido efeito na amplitude do pestanejo, os movimentos sacádicos descendentes aumentaram 109 Discussão Global e Conclusões significativamente após a cirurgia. Do ponto de vista terapêutico, o aumento dos movimentos sacádicos descendentes previne o lagoftalmo noturno. 110 Capítulo VII - Resumo ______________________________ Resumo Resumo RIBEIRO, SFT. Efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior da orbitopatia de Graves no contorno e cinética palpebrais. Dissertação de Doutoramento. Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, 2014. A retração palpebral superior é o sinal mais comum de orbitopatia de Graves. Associa-se a um amplo e variável espectro de anomalias do contorno e cinética palpebrais. O trabalho de investigação descrito nesta dissertação tem como objetivo pesquisar as repercussões morfológicas e funcionais da correção cirúrgica da retração da pálpebra superior. Uma extensa revisão da literatura sobre o tema revelou uma carência de dados funcionais das inúmeras técnicas descritas para a correção deste tipo de retração. Verificou-se também que as deformações da margem palpebral induzidas pela retração nunca tinham sido objeto de cuidadoso estudo quantitativo. A nossa investigação pode dividir-se nos seguintes objetivos: i) análise quantitativa do contorno palpebral em doentes com retração palpebral superior secundária à orbitopatia de Graves; determinação das anomalias de contorno induzidas pela retração palpebral e verificação do papel da magnitude da retração palpebral e da exoftalmometria nas anomalias do contorno; ii) validação de um novo método que permite registar e medir os movimentos das pálpebras (sistema baseado na análise digital de imagens de vídeo); iii) avaliação do efeito da correção cirúrgica da retração palpebral superior no contorno palpebral e identificação das anomalias de contorno induzidas pela cirurgia (determinantes de mau resultado estético e/ou funcional); iiii) medição do efeito da müllerectomia via posterior na amplitude do pestanejo espontâneo e dos movimentos sacádicos palpebrais descendentes. Os estudos desenvolvidos nesta dissertação conduziram aos seguintes resultados: i) o contorno palpebral superior apresenta assimetria lateral nos sujeitos do grupo controle; na retração palpebral superior, a assimetria lateral do contorno tende a ser maior se comparada com o grupo controle; em 60% das pálpebras com retração estudadas, o pico de contorno encontrava-se no setor lateral da pálpebra (sobretudo entre os 120 e os 150 graus); para níveis elevados de retração, as anomalias laterais localizam-se mais centralmente, aos 105 graus, e o número de picos mediais aumenta; os valores de exoftalmometria não apresentam correlação com a magnitude da retração palpebral superior; ii) os traçados do pestanejo registados com o magnetic search coil e o novo sistema de vídeo foram praticamente idênticos; a distribuição da amplitude dos pestanejos foi idêntica; a relação entre a amplitude e a velocidade máxima (main sequence) foi comparada por meio de regressão linear com valores médios de r = 0,81 (magnetic search coil) e 0,85 (vídeo); os gráficos de Bland-Altmann mostraram boa concordância entre os métodos para os valores médios de todos os sujeitos; um movimento horizontal da pálpebra superior ocorre para qualquer amplitude de pestanejo; a amplitude do deslocamento horizontal da pálpebra superior durante o pestanejo foi 40% 113 Resumo do movimento vertical da fase descendente do pestanejo; iii) a análise quantitativa das pálpebras operadas e avaliadas subjetivamente com resultados insatisfatórios indicaram que a maioria teve uma hipercorreção central e medial (contorno plano ou ptose medial); cirurgias laterais agressivas aumentam o risco de hipercorreção central e medial, com resultados desfavoráveis; uma pequena assimetria lateral é um achado normal, sendo o objetivo a ser atingido na maioria dos doentes; iiii) a müllerectomia reduz significativamente a média da distância entre o centro da pupila e a margem palpebral superior das pálpebras operadas (p<0,001); a amplitude dos movimentos sacádicos palpebrais descendentes aumentou significativamente com a müllerectomia (p<0,001); a cirurgia não modificou o valor absoluto da amplitude (p=0,12) nem da velocidade máxima (p=0,14) dos pestanejos espontâneos; a amplitude relativa do pestanejo espontâneo em relação ao centro da pupila aumentou significativamente: o número de pestanejos que não atingem o centro da pupila diminuiu de 17,4 para 4,3% e o número de movimentos que encerram completamente a fenda palpebral aumentaram de 0 para 13%; como a eficácia do pestanejo aumentou, a taxa de pestanejo espontâneo média diminuiu significativamente (p=0,046). Os trabalhos realizados permitiram tirar as seguintes conclusões: i) as anomalias de contorno laterais são mais frequentes que as mediais; nas retrações de menor magnitude há predomínio de anomalias laterais; nas grandes retrações, o número de deformações mediais iguala o das laterais; ii) a cinética do pestanejo pode ser medida com precisão através de um sistema de vídeo apropriado para ambientes clínicos; iii) a avaliação pré-operatória é essencial para um bom resultado pós-operatório, evitando hiper ou hipocorreções segmentares; maus resultados cirúrgicos são representados por hipercorreções centrais e mediais ou hipocorreções laterais; uma pequena assimetria lateral está presente em indivíduos normais e é frequentemente avaliada como um bom resultado cirúrgico; iiii) a müllerectomia permite que as forças passivas da pálpebra superior sejam dissipadas na infradução, aumentando a capacidade da pálpebra relaxar e, assim, impedindo o lagoftalmo noturno; o efeito sobre os pestanejos espontâneos é principalmente devido à posição de repouso inferior da pálpebra após a cirurgia. Este conjunto de trabalhos fornece vários dados novos sobre a retração palpebral superior secundária à orbitopatia de Graves com implicações no seu tratamento cirúrgico. 114 Capítulo VIII - Abstract ______________________________ Abstract Abstract RIBEIRO, SFT. Effect of surgical correction of Graves upper eyelid retraction in eyelid contour and kinematics. Doctoral Dissertation. Faculdade de Medicina da Universidade do Porto, 2014. The upper eyelid retraction is the most common sign of Graves orbitopathy. It is associated with a wide and variable spectrum of abnormalities of the eyelid contour and kinetics. The research described in this thesis aims to investigate the morphological and functional effects of surgical correction of Graves upper eyelid retraction. An extensive review of literature related to this topic revealed a lack of functional data of the numerous techniques described for the correction of this type of retraction. It was also found that the eyelid margin deformation induced by retraction had never been the object of careful quantitative study. Our research can be divided into the following objectives: i) quantitative analysis of eyelid contour in patients with upper eyelid retraction secondary to Graves' orbitopathy; determination of contour anomalies induced by eyelid retraction and verification the role of the magnitude of eyelid retraction and exophthalmometry in contour abnormalities; ii) validation of a new method to measure and record the movements of the eyelids (system based on digital analysis of video images); iii) to assess the effect of surgical correction of upper eyelid retraction on eyelid contour and identification the eyelid contour abnormalities induced by surgery (determinants of poor aesthetic and/or functional result); iiii) to measure the effect of müllerectomy by posterior approach in the amplitude of spontaneous blinking and downward eyelid saccades. The studies carried out in this thesis, led to the following results: i) the upper eyelid contour features lateral asymmetry in the control group subjects; in upper eyelid retraction, the lateral asymmetry of the contour tends to be greater when compared with the control group; in 60% of the retracted eyelids studied, the peak of contour was at the temporal section of the lid (in particular between 120 and 150 degrees); for high levels of retraction, the contour anomalies are located more centrally and the number of medial peaks increases; the values of exophthalmometry are not correlated with the magnitude of the upper eyelid retraction; ii) blinking records registered with magnetic search coil and the new vídeo system were virtually similar; the distribution of the blink amplitude was identical; the relationship between amplitude and maximum velocity (main sequence) was compared by linear regression with mean values of r=0.81 (magnetic search coil) and 0.85 (video); Bland–Altmann graphics showed good agreement between the methods for the mean values of all subjects; a horizontal movement of the upper eyelid occurs for any range of blinking; the amplitude of the horizontal displacement of the upper eyelid during blinking was 40% of the vertical motion of the descending phase of blinking iii) the quantitative analysis of the eyelids operated and evaluated subjectively as unsatisfactory results indicated that most had a central and medial 117 Abstract overcorrection (plan contour or medial ptosis); aggressive lateral surgeries increase the risk of central and medial overcorrection, with poor results; a small lateral asymmetry is a normal finding, and the goal to be achieved in most patients; iiii) müllerectomy significantly reduces the mean distance between the pupil center and the upper eyelid margin of the operated lids (p<0.001); the amplitude of the downward eyelid saccades increased with müllerectomy (p<0.001); surgery did not change the absolute value of the amplitude (p=0.12) or maximum velocity (p=0.14) of spontaneous blinking; the relative amplitude of spontaneous blinking in relation to the pupil center increased significantly: the number of blinks not reaching the pupil center has decreased from 17.4 to 4.3% and the number of movements that completely closes the eyelid fissure increased from 0 to 13%; as the efficiency of the blink increased, the medium rate of spontaneous blinking decreased significantly (p=0.046). The research allowed the following conclusions: i) the lateral contour anomalies are more frequent than the medial; in lower degrees of retraction there is a predominance of lateral anomalies; in high levels of retraction, the number of medial and lateral deformations is identical; ii) the kinetics of blinking can be measured accurately using a digital video system suitable for clinical settings; iii) the preoperative evaluation is essential for a good postoperative result, avoiding segmental over or undercorrections; poor surgical results are represented by central and medial overcorrections and by lateral undercorrections; a small lateral asymmetry is present in normal individuals and is often assessed as a good outcome; iiii) müllerectomy relieves the passive forces of the upper eyelid, increasing the ability of the upper eyelid to relax in downgaze, preventing nocturnal lagophthalmos; the effect on spontaneous blinking is mainly due to the lower rest position of the eyelid after surgery. These studies provide several new data on the upper eyelid retraction secondary to Graves' orbitopathy with implications on surgical treatment. 118 Capítulo IX - Bibliografia ______________________________ Bibliografia Bibliografia Abell KM, Baker RS, Cowen DE, Porter JD."Efficacy of gold weight implants in facial nerve palsy: quantitative alterations in blinking." Vision Res. 1998; 38: 3019-3023. Agostino R, Bologna M, Dinapoli L, Gregori B, Fabbrini G, Accornero N, Berardelli A."Voluntary, spontaneous, and reflex blinking in Parkinson's disease." Mov Disord. 2008; 23: 669675. Anderson RL."Age of aponeurotic awareness." Ophthal Plast Reconstr Surg. 1985; 1: 77-79. Anderson RL, Beard C."The levator aponeurosis attachments and their clinical significance." Arch Ophthalmol. 1977; 95: 1437-1441. Anderson RL, Dixon RS."The role of Whitnall's ligament in ptosis surgery." Arch Ophthalmol. 1979; 97: 705-707. Anderson RL, Jordan DR, Dutton JJ."Whitnall's sling for poor function ptosis." 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