توپوگرافی قرنیه
هدف اندازهگیری: شکل سطح قدامی قرنیه
اصل: عمدتاً انعکاس حلقه پلاسیدو
دادههای ارائه شده: نقشه قدرت انکساری قرنیه (انحنا)
مزایا: تکرارپذیری بالا و قدرت تفکیک فضایی. مناسب برای آستیگماتیسم نامنظم خفیف تا متوسط
توپوگرافی قرنیه
1. توپوگرافی قرنیه چیست؟
Section titled “1. توپوگرافی قرنیه چیست؟”توپوگرافی قرنیه (corneal topography) یک تکنیک تشخیصی است که شکل سطح قدامی قرنیه را به صورت غیرتهاجمی و کمی اندازهگیری و تجسم میکند. اولین توپوگرافی اولیه به تحقیقات شاینر در اوایل قرن هفدهم با استفاده از انعکاس از قرنیه برمیگردد و با معرفی دیسک پلاسیدو در اواخر قرن نوزدهم پیشرفت زیادی کرد.
توموگرافی قرنیه (corneal tomography) یک فناوری پیشرفته است که نه تنها سطح قدامی، بلکه شکل سطح خلفی و توزیع ضخامت قرنیه را در یک ساختار سهبعدی اندازهگیری میکند1). از نظر بالینی، توپوگرافی و توموگرافی برای ارزیابی جامع قرنیه ترکیب میشوند.
توموگرافی قرنیه
هدف اندازهگیری: ساختار سهبعدی سطوح قدامی و خلفی قرنیه
اصل: دوربین شایمفلگ یا OCT بخش قدامی چشم
دادههای ارائهشده: انحنای قدامی و خلفی، ارتفاع (Elevation)، نقشه ضخامت قرنیه
مزایا: امکان ارزیابی سطح خلفی قرنیه. حتی در موارد کدورت یا ادم ممکن است قابل اندازهگیری باشد1)
Q
تفاوت بین توپوگرافی و توموگرافی چیست؟
A
توپوگرافی عمدتاً با استفاده از بازتاب حلقههای پلاسیدو شکل سطح قدامی قرنیه (انحنا) را اندازهگیری میکند. در مقابل، توموگرافی با استفاده از دوربین Scheimpflug یا OCT بخش قدامی، ساختار سهبعدی قرنیه شامل سطوح قدامی، خلفی و ضخامت را اندازهگیری میکند. در قوز قرنیه، تغییرات سطح خلفی ممکن است زودتر از سطح قدامی ظاهر شود، بنابراین ارزیابی با توموگرافی اهمیت بیشتری دارد.
2. موارد کاربرد اصلی و اهمیت بالینی
Section titled “2. موارد کاربرد اصلی و اهمیت بالینی”
Hassan Hashemi, Shiva Mehravaran Day to Day Clinically Relevant Corneal Elevation, Thickness, and Curvature Parameters Using the Orbscan II Scanning Slit Topographer and the Pentacam Scheimpflug Imaging Device 2010 Jan-Mar Middle East Afr J Ophthalmol. 2010 Jan-Mar; 17(1):44-55 Figure 3. PMCID: PMC2880373. License: CC BY.
نقشه چهارگانه Orbscan که به طور همزمان ارتفاع قدامی، ارتفاع خلفی، قدرت انکساری قرنیه و ضخامت قرنیه را نشان میدهد. از ستون اعداد مرکزی میتوان نازکترین نقطه و توزیع قدرت انکساری را نیز استخراج کرد.
موارد کاربرد بالینی اصلی توپوگرافی و توموگرافی قرنیه در زیر آورده شده است.
غربالگری و پیگیری قوز قرنیه: توپوگرافی قرنیه استاندارد طلایی برای غربالگری زودهنگام موارد مشکوک به قوز قرنیه است6). قوز قرنیه اولیه اغلب در معاینه با لامپ شکاف طبیعی به نظر میرسد و توپوگرافی ممکن است تنها سرنخ باشد. شیبدار شدن پایینی (نسبت I-S ≥ 1.2) و انحراف محور تابش بیش از 21 درجه الگوی معمول است6). در کودکان و نوجوانان، در 77% چشمها پیشرفت در توموگرافی تأیید شده است7) و پیگیری منظم مهم است. موارد غیرمعمول مانند شیبدار شدن جانبی (قوز قرنیه تمپورال) نیز گزارش شده است3). در یک مورد 14 ساله، Pentacam شیبدار شدن و نازکشدگی تمپورال را تشخیص داد و نسبت T-N (تمپورال-نازال) به جای نسبت I-S برای تشخیص مفید بود3).
تشخیص دژنراسیون حاشیهای شفاف قرنیه (PMD): در دژنراسیون حاشیهای شفاف قرنیه، الگوی شیبدار شدن پایینی مشخص به نام پنجه خرچنگ (lobster claw) در توپوگرافی قرنیه تشخیص داده میشود. در یک مورد نوجوان مبتلا به PMD، نمایش ectasia پیشرفته Belin-Ambrosio و ارزیابی بیومکانیک قرنیه با Corvis ST برای تشخیص مفید بود5).
برنامهریزی جراحی انکساری و ارزیابی پس از عمل: در تعیین صلاحیت جراحی انکساری، رد کردن اکتازی قرنیه بالقوه ضروری است6). پس از عمل، برای ارزیابی تغییرات دیوپتری ایجاد شده در قرنیه، تشخیص برش خارج از مرکز و ناقص بودن ابلاسیون استفاده میشود. در LASIK هدایتشده با توپوگرافی (مانند CONTOURA)، دادههای سطح قدامی قرنیه که توسط Topolyzer Vario به دست آمده است، مستقیماً الگوی تابش لیزر را تعیین میکند2).
ارزیابی ناهنجاری سطح قرنیه: تصویر پلاسیدو مایر برای ارزیابی آستیگماتیسم نامنظم ناشی از نفوذهای زیراپیتلیال پس از ورم ملتحمه آدنوویروسی مفید است و ناهنجاریهای سطحی ظریف که در نقشه رنگی SS-OCT به سختی قابل تشخیص هستند، به صورت اعوجاج حلقهها قابل مشاهده میشوند4).
سایر موارد کاربرد: ارزیابی آستیگماتیسم پس از جراحی آب مروارید و پیوند قرنیه، تطابق لنز تماسی، و ارزیابی تغییرات شکل قرنیه ناشی از ناخنک و کدورت قرنیه.
4. اصل و دستگاه معاینه
Section titled “4. اصل و دستگاه معاینه”دستگاههای تحلیل شکل قرنیه بر اساس اصل اندازهگیری به سه دسته اصلی تقسیم میشوند1).
نوع حلقه پلاسیدو
Section titled “نوع حلقه پلاسیدو”حلقههای متحدالمرکز (دیسک پلاسیدو) بر روی لایه اشکی سطح قدامی قرنیه تابانده میشود و انحنای قرنیه از شکل تصویر بازتابی محاسبه میگردد. انواع مخروط بزرگ (TMS، Atlas و غیره) و مخروط کوچک (Keratograph و غیره) وجود دارد و نوع LED رنگی (Cassini) نیز معرفی شده است1).
مزایا: قدرت تفکیک فضایی بالا و تکرارپذیری. بهترین گزینه برای اندازهگیری سطح قدامی قرنیه.
محدودیتها: تحت تأثیر ناپایداری لایه اشکی قرار میگیرد. سطح خلفی قرنیه قابل اندازهگیری نیست. تنها حدود 60% از سطح قرنیه ارزیابی میشود و تشخیص ضایعات محیطی (مانند دژنراسیون حاشیهای شفاف قرنیه) محدود است6).
تصویر مایر حلقه پلاسیدو میتواند بدون دستگاه معاینه به صورت کیفی ناهنجاری قرنیه را ارزیابی کند و به ویژه در کودکان و بیماران غیرهمکار مفید است4).
نوع دوربین شایمفلاگ
Section titled “نوع دوربین شایمفلاگ”تصاویر شایمفلاگ با نور شکاف چرخان گرفته میشود و ساختار سهبعدی سطوح قدامی و خلفی قرنیه بازسازی میگردد1). دستگاههای نماینده عبارتند از Pentacam (شایمفلاگ تکچرخشی)، Galilei (شایمفلاگ دوگانه + پلاسیدو) و Sirius (شایمفلاگ + پلاسیدو)1).
مزایا: انحنای سطوح قدامی و خلفی، ارتفاع و نقشه ضخامت قرنیه به طور همزمان قابل دریافت است.
محدودیتها: مشاهده بافتهایی که نور از آن عبور نمیکند غیرممکن است. زاویه اتاق قدامی به دلیل تابش مایل نور روشنایی به سختی تصویربرداری میشود. مشکلات دقت تصحیح ناشی از تأثیر سطوح انکساری وجود دارد.
| دستگاه | اصل اندازهگیری | سطح قدامی | سطح خلفی | ضخامت قرنیه |
|---|---|---|---|---|
| Placido | بازتاب حلقه | ○ | × | × |
| Scheimpflug | شکاف چرخان | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | تداخل نوری | ○ | ○ | ○ |
OCT بخش قدامی چشم
Section titled “OCT بخش قدامی چشم”ساختار سهبعدی قرنیه از تصاویر مقطعی OCT بازسازی میشود 1). SS-OCT (طول موج ۱,۳۱۰ نانومتر، CASIA و غیره) محدوده اندازهگیری وسیعی دارد و میتواند کل قرنیه را در یک تصویر نمایش دهد. SD-OCT (طول موج ۸۴۰ نانومتر) محدوده اندازهگیری کوچکتری دارد اما وضوح بالایی ارائه میدهد.
مزایا: امکان تحلیل شکل قرنیه حتی در حضور کدورت یا ادم. غیرتماسی و سریع. کمتر تحت تأثیر لایه اشکی. قابل تصویربرداری در محیط تاریک.
نمایش ectasia پیشرفته Belin-Ambrosio یک ویژگی در Pentacam است که پروفایل فضایی ضخامت قرنیه و انحرافات elevation قدامی و خلفی را به صورت یکپارچه نمایش میدهد و دقت غربالگری اکتازی قرنیه را بهبود میبخشد 5).
۵. روش انجام آزمایش و تفسیر نتایج
Section titled “۵. روش انجام آزمایش و تفسیر نتایج”روش انجام آزمایش
Section titled “روش انجام آزمایش”سر بیمار روی چانهگاه و پیشانیبند ثابت میشود و از او خواسته میشود به نقطه تثبیت نگاه کند. فوکوس و مرکزیت تنظیم شده و تصویربرداری انجام میشود. باید مراقب تثبیت نامناسب، فشار ناخواسته به چشم و تغییر شکل قرنیه ناشی از بالا بردن پلک بود. حداقل دو بار تصویربرداری برای تأیید تکرارپذیری انجام شود. در استفادهکنندگان لنز تماسی، توصیه میشود حداقل دو هفته قبل از آزمایش استفاده از لنز را قطع کنند 6).
انواع نقشهها و نحوه خواندن آنها
Section titled “انواع نقشهها و نحوه خواندن آنها”نقشه توان (محوری / مماسی / انکساری): قدرت انکساری قرنیه را با کد رنگی نمایش میدهد. توان محوری بر اساس شیب است و در برابر نویز مقاوم است. توان مماسی (لحظهای) انحنای موضعی را منعکس میکند و برای شناسایی راس قوز قرنیه مناسب است. توان انکساری ویژگیهای نوری بر اساس قانون اسنل را نشان میدهد.
نقشه elevation: تفاوت بین سطح قرنیه و یک کره مرجع را به صورت ارتفاع نمایش میدهد. برجستگیهای مجزای قدامی و خلفی نشانگر مهم اکتازی قرنیه هستند 6). نقشه elevation خلفی حساسیت و ویژگی بالایی در تشخیص قوز قرنیه نهفته دارد 6).
نقشه پاکیمتری: توزیع ضخامت قرنیه را نمایش میدهد. در قرنیه طبیعی، مرکز نازکترین و به سمت پیرامون به تدریج ضخیمتر میشود. انحراف ناحیه نازک به سمت خارج نشاندهنده اکتازی قرنیه است.
| نقشه | کاربرد اصلی | ویژگی |
|---|---|---|
| توان محوری | ارزیابی آستیگماتیسم کلی | مقاوم در برابر نویز |
| توان مماسی | تشخیص تغییرات موضعی | مفید برای شناسایی راس قوز قرنیه |
| ارتفاع | غربالگری اکتازی | سطح خلفی نشانگر زودرس |
مراحل تفسیر
Section titled “مراحل تفسیر”- اطلاعات بیمار (چپ/راست) را بررسی کنید
- نمای کلی را با نقشه چهارگانه (نمایش ۴ صفحهای) به دست آورید
- محدوده و گرادیان مقیاس رنگی را بررسی کنید. مقیاس مطلق با فواصل ۰.۵ دیوپتر توصیه میشود
- رنگ سبز معادل محدوده طبیعی است. قرمزی بیش از حد تقریباً همیشه نشاندهنده ناهنجاری است
- پوشش عددی (SimK، حداقل ضخامت قرنیه، Kmax و غیره) را بررسی کنید
- با یافتههای لامپ شکافی مطابقت دهید. به مصنوعات ناشی از اسکار قرنیه، خشکی چشم و رگزایی جدید توجه کنید
Q
دوره قطع لنز تماسی چقدر لازم است؟
A
لنزهای تماسی (به ویژه لنزهای سخت) به طور موقت شکل قرنیه را تغییر میدهند، بنابراین برای دادههای دقیق توپوگرافی نیاز به دوره قطع مصرف است. به طور کلی برای لنزهای نرم حداقل ۲ هفته و برای لنزهای سخت دوره طولانیتر (۲ تا ۴ هفته) قطع مصرف توصیه میشود. در موارد مهم مانند ارزیابی جراحی انکساری، دوره قطع دقیقتری لازم است.
6. اصول نوری و اصول دقیق اندازهگیری
Section titled “6. اصول نوری و اصول دقیق اندازهگیری”تعریف قدرت قرنیه
Section titled “تعریف قدرت قرنیه”در توپوگرافی قرنیه، سه نوع تعریف برای قدرت قرنیه استفاده میشود.
قدرت محوری (sagittal power): Pa = (n-1)/d. از فاصله d از محور مرجع تا خط عمود در نقطه اندازهگیری محاسبه میشود. بر اساس شیب، در برابر نویز مقاوم است. این روش اندازهگیری مشابه کراتومتر را به ناحیه وسیعی گسترش میدهد.
قدرت لحظهای (tangential power): Pi = (n-1)/r. از شعاع انحنای موضعی r در نقطه اندازهگیری محاسبه میشود. تغییرات شکل موضعی را دقیقتر منعکس میکند، اما در برابر نویز ضعیف است.
قدرت انکساری (focal power): Pr = n/f. بر اساس فاصله کانونی f. بر اساس قانون اسنل، ویژگیهای نوری را دقیقترین شکل منعکس میکند.
مشکل شاخص کراتومتریک
Section titled “مشکل شاخص کراتومتریک”در دستگاههای اتوکراتومتر و پلاسیدو، فقط سطح قدامی قرنیه اندازهگیری میشود و سطح خلفی در نظر گرفته نمیشود. با فرض اینکه شکل سطوح قدامی و خلفی قرنیه متناسب است، به جای ضریب شکست استرومای قرنیه از شاخص کراتومتریک (معمولاً 1.3375) برای محاسبه قدرت کل قرنیه استفاده میشود. این فرض در قرنیههای طبیعی تقریباً صادق است، اما پس از جراحی انکساری یا در اکتازی قرنیه، تناسب بین سطوح قدامی و خلفی از بین میرود و خطا ایجاد میشود1).
اصل شایمفلوگ
Section titled “اصل شایمفلوگ”در عکاسی ایدهآل، صفحه لنز و صفحه تصویر موازی هستند، اما در اجسام غیرمسطح مانند قرنیه، اعوجاج تصویر رخ میدهد. در اصل شایمفلوگ، با تنظیم صفحه تصویر و صفحه لنز به گونهای که خطوط مماس بر صفحه جسم، صفحه لنز و صفحه تصویر در یک نقطه (نقطه تقاطع شایمفلوگ) تلاقی کنند، میتوان تصویری متمرکز از اجسام غیرمسطح به دست آورد1). این اصل امکان تصویربرداری بدون اعوجاج از مقطع قرنیه با نور شکاف را فراهم میکند.
ادغام با تحلیل جبهه موج
Section titled “ادغام با تحلیل جبهه موج”با ترکیب تحلیل شکل قرنیه و تحلیل جبهه موج، میتوان علاوه بر انحرافات مرتبه دوم (کروی و استوانهای)، انحرافات مرتبه بالاتر (کما، انحراف کروی و غیره) را به صورت کمی ارزیابی کرد. انحرافات با چندجملهایهای زرنیکه بسط داده میشوند و به صورت مقدار RMS (ریشه میانگین مربعات) کمی میشوند. در قوز قرنیه، افزایش قابل توجه انحراف کما عمودی مشخصه است6). برخی دستگاهها میتوانند همزمان توپوگرافی و تحلیل انحرافات را انجام دهند1).
7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده
Section titled “7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده”توسعه دستگاههای ترکیبی
Section titled “توسعه دستگاههای ترکیبی”در سالهای اخیر، دستگاههای ترکیبی که توپوگرافی، توموگرافی و اندازهگیریهای بیومتریک (طول محوری، عمق اتاق قدامی و غیره) را یکپارچه میکنند، ظهور کردهاند1). مفهوم قدرت انکساری کل قرنیه (Total Corneal Refractive Power) برای محاسبه قدرت لنز داخل چشمی مطرح شده است و انتظار میرود دقت محاسبه قدرت لنز در جراحی آب مروارید پس از جراحی انکساری بهبود یابد1).
لیزر درمانی هدایتشده با توپوگرافی
Section titled “لیزر درمانی هدایتشده با توپوگرافی”ابلیشن سفارشی بر اساس دادههای توپوگرافی در جراحیهای انکساری رایج شده است. دادههای سطح قدامی قرنیه که با Topolyzer Vario به دست میآید، الگوی تابش لیزر در جراحی CONTOURA را مستقیماً تعیین میکند 2). نوموگرام 3Z برای مقابله با عدم تطابق بین آستیگماتیسم رفرکتیو ذهنی و آستیگماتیسم توپوگرافی پیشنهاد شده است 2). ترکیب PTK و PRK هدایتشده با توپوگرافی برای اسکارهای قرنیه نیز گزارش شده است.
فناوری تشخیص زودهنگام اکتازی قرنیه
Section titled “فناوری تشخیص زودهنگام اکتازی قرنیه”نمایش اکتازی پیشرفته Belin-Ambrosio، پروفایل فضایی ضخامت قرنیه (CTSP) و درصد افزایش ضخامت (PTI) را ادغام کرده و دقت تشخیص قوز قرنیه تحت بالینی را بهبود میبخشد 5). شاخص توموگرافیک و بیومکانیک (TBI) با استفاده همزمان از Corvis ST، غربالگری جامعی را با در نظر گرفتن بیومکانیک قرنیه امکانپذیر میسازد 5). گزارش قوز قرنیه تمپورال 3) به عنوان یک مورد غیر معمول، اهمیت ارزیابی چندوجهی شامل نسبت T-N علاوه بر نسبت استاندارد I-S را نشان میدهد.
ارزیابی مجدد حلقههای Placido
Section titled “ارزیابی مجدد حلقههای Placido”در ارزیابی آستیگماتیسم نامنظم ناشی از ارتشاح زیراپیتلیال (SEI) پس از آدنوویروس، گزارش شده است که تصاویر مایر از حلقههای Placido ناهمواری سطح را با حساسیت بیشتری نسبت به نقشه رنگی SS-OCT تشخیص میدهد 4). تصویربرداری سریالی از حلقههای Placido برای پایش درمان با قطره تاکرولیموس نیز مفید بود 4). حتی در محیطهایی که دستگاههای پیشرفته در دسترس نیستند، ارزیابی کیفی تصاویر حلقههای Placido میتواند یک روش غربالگری ساده و مؤثر برای ناهنجاریهای سطح قرنیه باشد.
Q
آیا توپوگرافی قرنیه به تشخیص زودهنگام قوز قرنیه کمک میکند؟
A
بله، توپوگرافی قرنیه استاندارد طلایی برای غربالگری زودهنگام قوز قرنیه است. حتی در مراحل اولیه قوز قرنیه که در معاینه با لامپ شکاف طبیعی به نظر میرسد، توپوگرافی میتواند الگوهای مشخصی مانند شیبدار شدن پایینی را تشخیص دهد. علاوه بر این، ترکیب توموگرافی (مانند Pentacam) امکان ارزیابی تغییرات سطح خلفی و ارزیابی جامع با نمایش Belin-Ambrosio را فراهم میکند که تشخیص زودهنگامتری را ممکن میسازد.
8. منابع
Section titled “8. منابع”
- Kanclerz P, Khoramnia R, Wang X. Current developments in corneal topography and tomography. Diagnostics. 2021;11:1466.
- Khamar P, Shetty R, Annavajjhala S, et al. Impact of crossplay between ocular aberrations and depth of focus in topo-guided laser-assisted in situ keratomileusis outcomes. Indian J Ophthalmol. 2023;71:467-475.
- Zhang LJ, Traish AS, Dohlman TH. Temporal keratoconus in a pediatric patient. Am J Ophthalmol Case Rep. 2023;32:101900.
- Toyokawa N, Araki-Sasaki K, Kimura H, et al. Evaluating anterior corneal surface using Placido ring mires for irregular astigmatism in refractory corneal subepithelial infiltrates after adenoviral conjunctivitis. BMC Ophthalmol. 2024;24:515.
- Nelapatla GI, Chaurasia S. Pellucid marginal corneal degeneration in a teenager. BMJ Case Rep. 2022;15:e248599.
- American Academy of Ophthalmology Corneal/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. San Francisco, CA: American Academy of Ophthalmology; 2024.
- Meyer JJ, Gokul A, Vellara HR, et al. Progression of keratoconus in children and adolescents. Br J Ophthalmol. 2023;107:176-180.