Comparing Botulinum Toxin Injections with Extraocular Muscle Surgery in Toddlers with Esotropia: A Retrospective Analysis

Abstract

Background In toddlers with esotropia, early alignment of the visual axes either with extraocular muscle surgery (EOMS) or botulinum toxin injections (BTIs) into both medial rectus muscles may result in improved depth perception. We compared the outcome of BTIs with EOMS in toddlers in order to gain further insight into the advantages and disadvantages of either method.

Patients and Methods In this retrospective study, our encrypted database was searched for toddlers with esotropia aged 35 months or younger at the time of initial treatment with either BTIs or EOMS and who had a follow-up of at least 2 years. We analyzed the angle of deviation, dose effect (DE), and binocularity as well as the number of interventions.

Results We identified 26 toddlers who received their first treatment for esotropia within the first 35 months of life: 16 with BTIs (9 males, 7 females) and 10 with EOMS (3 males, 7 females). Mean follow-up was considerably longer in the EOMS (87.7 months) than in the BTI group (35.7 months). Age at first intervention was 22.8 months in the BTI and 24.1 months in the EOMS group, and each toddler wore its full cycloplegic refraction. Mean angle at treatment was 41.25 prism diopters (PD) in the BTI compared to 52.9 PD in the EOMS group. The BTI group received an average of 1.68 BTIs, with a mean dosage of 14.5 IU Botox and a mean DE (mDE) of 1.8 PD/IU. In the EOMS group, the average number of surgeries was 1.4, with a mean dosage of 16.85 mm and a mDE of 3.14 PD/mm surgery. Some degree of binocularity could be observed in 9 (56%) of the BTI (5 × Bagolini positive, 2 × 550″, 2 × 220″) and in 4 (40%) of the EOMS group (2 × 3600″, 1 × 550″, 1 × 300″). By the end of the BTI group follow-up, four toddlers electively underwent EOMS rather than a 3rd BTI (followed by a 3rd BTI in 1), which resulted in the appearance of measurable binocularity in all four (1 × Bagolini positive, 1 × 220″, 1 × 200″, 1 × 60″).

Conclusions Our results show that BTIs are a viable treatment alternative in early esotropia. Even if EOMS is ultimately required, some binocularity may develop as the visual axes are aligned for some time in the sensitive phase owing to the effects of Botox. Moreover, less surgical dosage is needed than would have otherwise been necessary to treat the original angle of deviation. BTIs are faster, less invasive, and present as an effective alternative when patient compliance is too low to reliably measure the angle of deviation, which is essential for the planning of EOMS.

Zusammenfassung

Hintergrund Bei Kleinkindern mit Innenschielen ist eine frühe Ausrichtung der Blickachsen für das Erreichen einer dreidimensionalen Raumwahrnehmung erforderlich. Wir verglichen die Ergebnisse zweier Behandlungsmöglichkeiten: Schieloperation (SO) vs. beidseitige Botulinumtoxininjektionen (BTI) in den M. rectus medialis.

Patient und Methoden In dieser retrospektiven Studie wurde unsere verschlüsselte Datenbank nach Kleinkindern mit Innenschielen durchsucht, die bei Erstbehandlung maximal 35 Monate alt waren und ein Follow-up von mindestens 2 Jahren hatten. Wir analysierten den Schielwinkel, Dosiseffekt (DE), das Binokularsehen und die Anzahl der Interventionen.

Ergebnisse 26 Kleinkinder wurden eingeschlossen: 16 erhielten BTI (8 m, 7 w) und 10 eine SO (3 m, 7 w). Vor der Intervention trug jedes Kleinkind seine volle zykloplegische Refraktion. Das mittlere Follow-up war deutlich länger in der SO- (87,7 Monate) als in der BTI-Gruppe (35,7 Monate). Das Alter bei Erstbehandlung war 22,8 Monate in der BTI- und 24,1 Monate in der SO-Gruppe. Der mittlere Schielwinkel bei Behandlungsbeginn war 41,25 Prismendioptrien (PD) in der BTI- verglichen mit 52,9 PD in der SO-Gruppe. Die BTI-Gruppe erhielt im Mittel 1,68 BTI mit einer durchschnittlichen Dosierung (dD) von 14,5 IU Botox und einem durchschnittlichen DE (dDE) von 1,8 PD/IU. In der SO-Gruppe erfolgten im Schnitt 1,4 Eingriffe pro Kleinkind mit einer dD von 16,85 mm und einem dDE von 3,14 PD/mm Chirurgie. Binokularsehen konnte bei 9 (56%) der BTI- (5 × Bagolini-positiv, 2 × 550″, 2 × 220″) und bei 4 (40%) der SO-Gruppe (2 × 3600″, 1 × 550″, 1 × 300″) festgestellt werden. Am Ende des Follow-ups der BTI-Gruppe wählten 4 Eltern eine SO statt einer 3. BTI. Darauf folgte bei einem Kleinkind eine 3. BTI. Bei allen Vieren konnte im Anschluss Binokularsehen beobachtet werden (1 × Bagolini-positiv, 1 × 220″, 1 × 200″, 1 × 60″).

Schlussfolgerungen BTI sind eine geeignete Behandlungsoption bei frühem Innenschielen. Selbst wenn letztlich eine SO angezeigt ist, kann Binokularsehen entstehen, da die Blickachsen dank der Effekte des Botox während der sensitiven Phase eine Zeit lang ausgerichtet sind. Die dann benötigte chirurgische Dosierung ist geringer als sie es beim ursprünglichen Schielwinkel gewesen wäre. BTI sind schnell, weniger invasiv und stellen eine effektive Alternative dar, wenn die Patientencompliance eine zuverlässige Messung des Schielwinkels verhindert – essenziell für die Planung einer SO.

Key words

Botox - botulinum toxin - botulinum toxin injections - extraocular muscle surgery - esotropia - esotropia in toddlers

Schlüsselwörter

Botox - Botulinumtoxin - Botulinumtoxininjektionen - Schieloperation - Innenschielen - Innenschielen bei Kleinkindern

Publication History

Received: 24 September 2020

Accepted: 25 January 2021

Article published online:
30 April 2021

• References

• 1 Hashemi H, Pakzad R, Heydarian S. et al. Global and regional prevalence of strabismus: a comprehensive systematic review and meta-analysis. Strabismus 2019; 27: 54-65 doi:10.1080/09273972.2019.1604773
• 2 Repka MX, Lum F, Burugapalli B. Strabismus, Strabismus Surgery, and Reoperation Rate in the United States: Analysis from the IRIS Registry. Ophthalmology 2018; 125: 1646-1653 doi:10.1016/j.ophtha.2018.04.024
• 3 Goddé-Jolly D, Djaoui AL, Estève C. [Strabismus and amblyopia. Value of their early detection]. Sem Hop 1983; 59: 3446-3452
• 4 Simonsz HJ, Kolling GH. Best age for surgery for infantile esotropia. Eur J Paediatr Neurol 2011; 15: 205-208 doi:10.1016/j.ejpn.2011.03.004
• 5 Wipf M, Palmowski-Wolfe A. [Therapeutic Use of Botulinum Toxin to Correct Misalignment of the Eyes]. Klin Monbl Augenheilkd 2016; 233: 375-380 doi:10.1055/s-0042-102571
• 6 McNeer KW, Spencer RF, Tucker MG. Observations on bilateral simultaneous botulinum toxin injection in infantile esotropia. J Pediatr Ophthalmol Strabismus 1994; 31: 214-219
• 7 Gursoy H, Basmak H, Sahin A. et al. Long-term follow-up of bilateral botulinum toxin injections versus bilateral recessions of the medial rectus muscles for treatment of infantile esotropia. J AAPOS 2012; 16: 269-273 doi:10.1016/j.jaapos.2012.01.010
• 8 Dawson EL, Lee JP. Does Botulinum toxin have a role in the treatment of small-angle esotropia?. Strabismus 2004; 12: 257-260 doi:10.1080/09273970490522902
• 9 McNeer KW, Tucker MG, Spencer RF. Management of essential infantile esotropia with botulinum toxin A: review and recommendations. J Pediatr Ophthalmol Strabismus 2000; 37: 63-67 quiz 101–102
• 10 Issaho DC, Carvalho FRS, Tabuse MKU. et al. The Use of Botulinum Toxin to Treat Infantile Esotropia: A Systematic Review With Meta-Analysis. Invest Ophthalmol Vis Sci 2017; 58: 5468-5476 doi:10.1167/iovs.17-22576
• 11 Debert I, Miller JM, Danh KK. et al. Pharmacologic injection treatment of comitant strabismus. J AAPOS 2016; 20: 106-111.e2 doi:10.1016/j.jaapos.2015.11.011
• 12 Tejedor J, Rodríguez JM. Long-term outcome and predictor variables in the treatment of acquired esotropia with botulinum toxin. Invest Ophthalmol Vis Sci 2001; 42: 2542-2546
• 13 Lee J, Elston J, Vickers S. et al. Botulinum toxin therapy for squint. Eye (Lond) 1988; 2 (Pt 1): 24-28 doi:10.1038/eye.1988.6
• 14 Carruthers JD, Kennedy RA, Bagaric D. Botulinum vs. adjustable suture surgery in the treatment of horizontal misalignment in adult patients lacking fusion. Arch Ophthalmol 1990; 108: 1432-1435 doi:10.1001/archopht.1990.01070120080033
• 15 Spencer RF, Tucker MG, Choi RY. et al. Botulinum toxin management of childhood intermittent exotropia. Ophthalmology 1997; 104: 1762-1767 doi:10.1016/s0161-6420(97)30029-3
• 16 Rowe FJ, Noonan CP. Botulinum toxin for the treatment of strabismus. Cochrane Database Syst Rev 2017; (03) CD006499 DOI: 10.1002/14651858.CD006499.pub4.
• 17 Lagueny A, Burbaud P. [Mechanism of action, clinical indication and results of treatment of botulinum toxin]. Neurophysiol Clin 1996; 26: 216-226 doi:10.1016/s0987-7053(96)85003-9
• 18 Umazume F, Ohtsuki H, Hasebe S. Preoperative factors influencing effectiveness of surgery in adult strabismus. Jpn J Ophthalmol 1997; 41: 89-97 doi:10.1016/s0021-5155(97)00007-5
• 19 Astudillo PP, Cotesta M, Schofield J. et al. The Effect of Achieving Immediate Target Angle on Success of Strabismus Surgery in Children. Am J Ophthalmol 2015; 160: 913-918 doi:10.1016/j.ajo.2015.07.022
• 20 Pai A, Mitchell P. Prevalence of amblyopia and strabismus. Ophthalmology 2010; 117: 2043-2044 doi:10.1016/j.ophtha.2010.06.028 author reply 2044
• 21 Greenberg AE, Mohney BG, Diehl NN. et al. Incidence and types of childhood esotropia: a population-based study. Ophthalmology 2007; 114: 170-174 doi:10.1016/j.ophtha.2006.05.072
• 22 Friedman DS, Repka MX, Katz J. et al. Prevalence of amblyopia and strabismus in white and African American children aged 6 through 71 months the Baltimore Pediatric Eye Disease Study. Ophthalmology 2009; 116: 2128-2134.e1–e2 doi:10.1016/j.ophtha.2009.04.034
• 23 Friedman Z, Neumann E, Hyams SW. et al. Ophthalmic screening of 38,000 children, age 1 to 2 1/2 years, in child welfare clinics. J Pediatr Ophthalmol Strabismus 1980; 17: 261-267
• 24 Leffler CT, Vaziri K, Schwartz SG. et al. Rates of Reoperation and Abnormal Binocularity Following Strabismus Surgery in Children. Am J Ophthalmol 2016; 162: 159-166.e9 doi:10.1016/j.ajo.2015.10.022
• 25 Escuder AG, Hunter DG. The Role of Botulinum Toxin in the Treatment of Strabismus. Semin Ophthalmol 2019; 34: 198-204 doi:10.1080/08820538.2019.1620795
• 26 McNeer KW, Tucker MG, Spencer RF. Botulinum toxin management of essential infantile esotropia in children. Arch Ophthalmol 1997; 115: 1411-1418 doi:10.1001/archopht.1997.01100160581010
• 27 Solebo AL, Austin AM, Theodorou M. et al. Botulinum toxin chemodenervation for childhood strabismus in England: National and local patterns of practice. PLoS One 2018; 13: e0199074 doi:10.1371/journal.pone.0199074