توپوگرافی قرنیه
هدف اندازهگیری: شکل سطح قدامی قرنیه
اصل: عمدتاً انعکاس حلقههای پلاسیدو
دادههای ارائهشده: نقشه قدرت انکساری قرنیه (انحنا)
مزایا: تکرارپذیری بالا و قدرت تفکیک فضایی بالا. مناسب برای آستیگماتیسم نامنظم خفیف تا متوسط
آنالیز شکل قرنیه (توپوگرافی قرنیه) آزمایشی است که انحنای سطح قدامی و خلفی قرنیه و شکل آن را به صورت کمی اندازهگیری میکند. اهداف اصلی آن تشخیص و کمیسازی آستیگماتیسم نامنظم قرنیه، تعیین پیشرفت بیماری و کاربرد در جراحی انکساری است.
از نظر تاریخی، در اوایل قرن هفدهم شاینر از انعکاس قرنیه برای تحقیقات خود استفاده کرد و در اواخر قرن نوزدهم دیسک پلاسیدو معرفی شد. دستگاههای مدرن از حلقههای هممرکز، نور شکاف یا نور تداخلی استفاده میکنند و میتوانند کل قرنیه را با دقت بالا نقشهبرداری کنند.
توپوگرافی قرنیه عمدتاً از انعکاس حلقههای پلاسیدو برای اندازهگیری شکل (انحنای) سطح قدامی قرنیه استفاده میکند. از سوی دیگر، توموگرافی قرنیه یک تکنیک پیشرفته است که با استفاده از دوربین شایمپفلوگ یا OCT بخش قدامی، ساختار سهبعدی شامل سطوح قدامی، خلفی و ضخامت قرنیه را اندازهگیری میکند1). در عمل بالینی، توپوگرافی و توموگرافی برای ارزیابی جامع قرنیه ترکیب میشوند.
توپوگرافی قرنیه
هدف اندازهگیری: شکل سطح قدامی قرنیه
اصل: عمدتاً انعکاس حلقههای پلاسیدو
دادههای ارائهشده: نقشه قدرت انکساری قرنیه (انحنا)
مزایا: تکرارپذیری بالا و قدرت تفکیک فضایی بالا. مناسب برای آستیگماتیسم نامنظم خفیف تا متوسط
توموگرافی قرنیه
هدف اندازهگیری: ساختار سهبعدی سطوح قدامی و خلفی قرنیه
اصل: دوربین شایمپفلوگ یا OCT بخش قدامی
دادههای ارائهشده: نقشههای انحنای قدامی و خلفی، ارتفاع و ضخامت قرنیه
مزایا: امکان ارزیابی سطح خلفی قرنیه. در موارد کدورت یا ادم نیز ممکن است قابل اندازهگیری باشد1)
توپوگرافی عمدتاً از انعکاس حلقههای پلاسیدو برای اندازهگیری شکل (انحنای) سطح قدامی قرنیه استفاده میکند. در مقابل، توموگرافی با استفاده از دوربین شایمپفلوگ یا OCT بخش قدامی، ساختار سهبعدی شامل سطوح قدامی، خلفی و ضخامت قرنیه را اندازهگیری میکند. در بیماریهایی مانند قوز قرنیه، تغییرات سطح خلفی ممکن است زودتر از سطح قدامی ظاهر شود، بنابراین ارزیابی با توموگرافی اهمیت بیشتری دارد.
دستگاههای تحلیلگر قرنیه بر اساس اصل اندازهگیری به چهار نوع اصلی تقسیم میشوند1).

حلقههای مایر (حلقههای متحدالمرکز سیاه و سفید) بر روی سطح قدامی قرنیه (لایه اشکی پیش قرنیه) تابانده میشود و از شکل تصویر بازتاب آن، شعاع انحنای قرنیه و قدرت انکساری به صورت کمی اندازهگیری میشود. دستگاههای نماینده: TMS (شرکت TOMEY)، Atlas، Keratograph.
مزایا: قدرت تفکیک فضایی بالا و تکرارپذیری. برای اندازهگیری سطح قدامی قرنیه ایدهآل است.
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 محدود است6). در ناهنجاریهای شدید شکل قرنیه، ترسیم حلقههای مایر دشوار میشود.
تصویر مایر از حلقههای پلاسیدو را میتوان بدون دستگاه معاینه به صورت کیفی برای ارزیابی نامنظمی قرنیه استفاده کرد، به ویژه در کودکان و بیماران غیرهمکار مفید است4).
دوربین Scheimpflug نور شکافی چرخان را تصویربرداری کرده و ساختار سهبعدی سطوح قدامی و خلفی قرنیه را بازسازی میکند. اندازهگیری شکل سطح قدامی، سطح خلفی، ضخامت قرنیه و همچنین قدرت انکساری کل قرنیه و انحرافات مرتبه بالا امکانپذیر است1). دستگاههای نماینده: Pentacam (شرکت OCULUS)، Galilei (Scheimpflug دوگانه + پلاسیدو)، Sirius (Scheimpflug + پلاسیدو).
مزایا: انحنای سطوح قدامی و خلفی، ارتفاع و نقشه ضخامت قرنیه را به طور همزمان به دست میآورد.
محدودیتها: خیرگی در حین اندازهگیری، در موارد کدورت قرنیه به دلیل پراکندگی نور، ترسیم مقطع دشوار میشود.
با استفاده از تحلیل نور تداخلی، کمتر تحت تأثیر اشک و کدورت قرار میگیرد و اطلاعات نواحی محیطی نیز به دست میآید. SS-OCT (طول موج 1310 نانومتر) با دستگاه CASIA2 (شرکت TOMEY) نماینده است و محدوده اندازهگیری وسیعی دارد و کل قرنیه را در یک تصویر نمایش میدهد. SD-OCT (طول موج 840 نانومتر) وضوح بالایی را فراهم میکند.
مزایا: غیرتماسی، سریع، حتی در موارد کدورت قرنیه قابل ارزیابی است. تأثیر لایه اشکی کم است.
محدودیت: برای ارزیابی پارگی لایه اشکی (خشکی چشم) مناسب نیست.
با ترکیب دستگاه پلاسیدو (اندازهگیری شکل قرنیه و انحراف) و روش هارتمن-شاک (اندازهگیری انحراف سیستم انکساری با حسگر جبهه موج)، مقایسه دادههای انکساری قرنیه و دادههای انکساری چشم امکانپذیر است.
ویژگیهای هر دستگاه در زیر نشان داده شده است.
| دستگاه | اصل اندازهگیری | سطح قدامی | سطح خلفی | ضخامت قرنیه |
|---|---|---|---|---|
| نوع پلاسیدو | بازتاب حلقه | ○ | × | × |
| نوع شایمفلانگ | شکاف چرخان | ○ | ○ | ○ |
| OCT بخش قدامی چشم | تداخل نوری | ○ | ○ | ○ |
سر بیمار را روی چانهگاه و پیشانیبند ثابت کرده و از او بخواهید به نقطه ثابت نگاه کند. تنظیم فوکوس و مرکزیت به طور مستقیم بر دقت اندازهگیری تأثیر میگذارد. برای به حداقل رساندن تأثیر پلک، بیمار را به باز نگه داشتن کامل چشم تشویق کنید. حداقل دو بار تصویربرداری کنید تا تکرارپذیری تأیید شود.
دوره قطع لنز تماسی: لنزهای تماسی به طور موقت شکل قرنیه را تغییر میدهند. برای به دست آوردن دادههای دقیق، قطع لنزهای سخت (RGP) حداقل به مدت ۲ هفته و لنزهای نرم حداقل به مدت ۱ هفته ضروری است. برای ارزیابی مناسب بودن جراحی انکساری، توصیه میشود پس از قطع لنز تماسی، اندازهگیریها چندین بار تکرار شده و تکرارپذیری تأیید شود6).
در بررسی نتایج معاینه، ابتدا بررسی کنید که فوکوس و مرکزیت در محدوده مشخصی قرار دارند و دیجیتایز خودکار حلقههای مختلف را اشتباه تشخیص نداده است. سپس ارزیابی نقشه رنگی و مقیاس توان را انجام دهید.
برای ارزیابی کمی شکل قرنیه از شاخصهای زیر استفاده میشود.
| شاخص | معنی |
|---|---|
| SimK (کراتومتری شبیهسازی شده) | بیشترین مقدار میانگین حلقههای ۶ تا ۸ نصفالنهار قرنیه |
| SimK1/Ks | مریدین اصلی قوی |
| SimK2/Kf | مریدین عمود بر SimK1 |
| AveK (Average keratometry) | میانگین SimK1 و SimK2 |
| MinK (Minimum keratometry) | مریدین اصلی ضعیف |
| SAI (Surface Asymmetry Index) | شاخص تقارن سطح قرنیه |
| SRI (Surface Regularity Index) | شاخص یکنواختی موضعی قرنیه |
| PVA (Potential Visual Acuity) | حدت بینایی اصلاحشده پیشبینیشده از SRI |
نقشه توان (محوری / مماسی / انکساری): قدرت انکساری قرنیه را با کد رنگی نمایش میدهد. توان محوری بر اساس شیب است، در برابر نویز مقاوم بوده و برای ارزیابی آستیگماتیسم کلی مناسب است. توان مماسی (لحظهای) انحنای موضعی را منعکس کرده و در شناسایی راس قوز قرنیه برتری دارد. توان انکساری ویژگیهای نوری بر اساس قانون اسنل را نشان میدهد.
نقشه ارتفاعی: تفاوت بین سطح قرنیه و یک کره مرجع را به عنوان ارتفاع نمایش میدهد. برجستگیهای مجزای سطح قدامی و خلفی نشانگر مهمی برای اکتازی قرنیه هستند6). نقشه ارتفاعی خلفی حساسیت و ویژگی بالایی در تشخیص قوز قرنیه تحت بالینی دارد6).
نقشه پاکیمتری: توزیع ضخامت قرنیه را نمایش میدهد. در قرنیه طبیعی، مرکز نازکترین قسمت است و به سمت پیرامون به تدریج ضخیم میشود. انحراف ناحیه نازک به سمت خارج نشاندهنده اکتازی قرنیه است.
لنزهای سخت (RGP) باید حداقل 2 هفته و لنزهای نرم حداقل 1 هفته قطع شوند. از آنجایی که لنزهای تماسی به طور موقت شکل قرنیه را تغییر میدهند، به ویژه در ارزیابی اندیکاسیون جراحی انکساری، توصیه میشود پس از قطع لنز، اندازهگیریها چندین بار تکرار شده و تکرارپذیری تأیید شود6).

توپوگرافی قرنیه استاندارد طلایی برای غربالگری زودهنگام موارد مشکوک به قوز قرنیه است 6). قوز قرنیه اولیه اغلب در معاینه با لامپ شکاف طبیعی به نظر میرسد و توپوگرافی ممکن است تنها سرنخ باشد.
یافتههای پلاسیدو: نامنظمی حلقه مرکزی، عدم نمایش حلقه محیطی، و مؤلفه نامتقارنی بزرگ. شیبدار شدن پایینی (نسبت I-S ≥ 1.2) و انحراف محور تابش بیش از 21 درجه الگوی معمول است 6). روشهای Klyce/Maeda و Smolek/Klyce به عنوان شاخصهای غربالگری استفاده میشوند.
یافتههای Scheimpflug: برجستگی سطح خلفی قرنیه با انحراف به سمت پایین و نازک شدن قرنیه در مراحل اولیه قابل تشخیص است. نقشه ارتفاع سطح خلفی ممکن است زودتر از تغییرات سطح قدامی ظاهر شود.
OCT بخش قدامی: نازک شدن استرومای قرنیه و برجستگی مخروطی شکل در مرکز تا پایین با وضوح حدود 10 میکرومتر قابل ارزیابی است.
نمایش پیشرفته اکتازی Belin-Ambrosio یک ویژگی در Pentacam است که پروفایل فضایی ضخامت قرنیه (CTSP)، درصد افزایش ضخامت (PTI) و انحراف ارتفاع سطح قدامی و خلفی را به صورت یکپارچه نمایش میدهد و دقت غربالگری اکتازی قرنیه را بهبود میبخشد 5). شاخص توموگرافیک و بیومکانیک (TBI) با استفاده همزمان از Corvis ST، غربالگری جامع با در نظر گرفتن بیومکانیک قرنیه را امکانپذیر میکند 5).
در قوز قرنیه گیجگاهی (temporal keratoconus)، نسبت استاندارد I-S ممکن است در محدوده طبیعی باشد. در یک مورد 14 ساله، Pentacam شیبدار شدن و نازک شدن سمت گیجگاهی را تشخیص داد و نسبت T-N (گیجگاهی-بینی) برای تشخیص مفید بود 3). این نشاندهنده اهمیت ارزیابی چندجانبه فراتر از نسبت I-S است.
در دژنراسیون حاشیهای شفاف قرنیه (PMD)، الگوی مشخصهای به نام پنجه خرچنگ (lobster claw) یعنی شیبدار شدن پایینی تشخیص داده میشود. در یک مورد نوجوان، نمایش پیشرفته اکتازی Belin-Ambrosio و ارزیابی بیومکانیک قرنیه با Corvis ST برای تشخیص مفید بود 5).
سیستم طبقهبندی ABCD برای ارزیابی پیشرفت اکتازی قرنیه استفاده میشود. از چهار مؤلفه زیر تشکیل شده است 6):
تعریف پیشرفت، تأیید دو یا بیشتر از موارد زیر است: تند شدن سطح قدامی، تند شدن سطح خلفی، یا نازک شدن 6). در کودکان و جوانان، در 77٪ چشمها پیشرفت توموگرافی تأیید شده است 7) و پیگیری منظم مهم است.
توپوگرافی قرنیه استاندارد طلایی برای غربالگری زودهنگام قوز قرنیه است 6). حتی در قوز قرنیه اولیه که در معاینه با لامپ شکاف طبیعی به نظر میرسد، توپوگرافی میتواند الگوهای مشخصی مانند تند شدن پایینی را تشخیص دهد. استفاده از توموگرافی (مانند Pentacam) امکان ارزیابی تغییرات سطح خلفی و ارزیابی جامع با نمایش Belin-Ambrosio را فراهم میکند و تشخیص زودهنگامتری را ممکن میسازد.
در صورت تأیید پیشرفت بر اساس طبقهبندی ABCD، کراس لینکینگ قرنیه (CXL) اندیکاسیون دارد. پس از CXL، پیگیری هر ۶ ماه تا یک سال برای تأیید توقف پیشرفت انجام میشود. توپوگرافی و توموگرافی برای ارزیابی شکل قرنیه پس از CXL استفاده میشود.
رد اکتازی قرنیه نهفته برای تصمیمگیری در مورد اندیکاسیون جراحی انکساری ضروری است 6). در صورت مشاهده ناهنجاری در غربالگری توپوگرافی، جراحی باید لغو شود و لنزهای تماسی سخت یا پیوند قرنیه در نظر گرفته شود.
PRK و SMILE در مقایسه با LASIK خطر کمتری برای اکتازی پس از جراحی دارند 6). پس از جراحی، از توپوگرافی برای ارزیابی تغییرات دیوپتری قرنیه و تشخیص برش خارج از مرکز استفاده میشود.
در LASIK هدایتشده با توپوگرافی (مانند CONTOURA)، دادههای سطح قدامی قرنیه که توسط Topolyzer Vario به دست میآید، مستقیماً الگوی تابش لیزر را تعیین میکند 2). نوموگرام 3Z برای مقابله با عدم تطابق بین آستیگماتیسم رفرکشن ذهنی و آستیگماتیسم توپوگرافی پیشنهاد شده است 2).
توپوگرافی برای ارزیابی آستیگماتیسم نامنظم قرنیه قبل از جراحی آب مروارید استفاده میشود. این امر به بهبود دقت تعیین محور IOL توریک کمک میکند. همچنین برای ارزیابی آستیگماتیسم پس از پیوند قرنیه، تطابق لنز تماسی، و ارزیابی تغییرات شکل قرنیه ناشی از ناخنک استفاده میشود.
علاوه بر این، در ارزیابی آستیگماتیسم نامنظم ناشی از ارتشاح زیراپیتلیال (SEI) پس از ورم ملتحمه آدنوویروسی، تصاویر مایر از حلقه Placido نسبت به نقشه رنگی SS-OCT در تشخیص ناهمواری سطح حساستر است 4). عکسبرداری سریالی از حلقه Placido برای پایش درمان با قطره تاکرولیموس نیز مفید بود 4).
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 نرمال در نقطه اندازهگیری محاسبه میشود. بر اساس شیب، در برابر نویز مقاوم است و 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 منعکس میکند.
در اتوکراتومترها و دستگاههای پلاسیدو، فقط سطح قدامی قرنیه اندازهگیری میشود و سطح خلفی در نظر گرفته نمیشود. با فرض اینکه شکل سطوح قدامی و خلفی متناسب هستند، از شاخص کراتومتریک (معمولاً 1.3375) برای محاسبه قدرت انکساری کل قرنیه استفاده میشود. این فرض در قرنیه طبیعی تقریباً برقرار است، اما پس از جراحی انکساری یا در اکتازی قرنیه، تناسب سطوح قدامی و خلفی به هم میخورد و خطا ایجاد میشود1).
در اصل شایمفلانگ، با تنظیم صفحه لنز و صفحه تصویر به طوری که مماسهای رسم شده از صفحه جسم، صفحه لنز و صفحه تصویر در یک نقطه (نقطه تقاطع شایمفلانگ) تلاقی کنند، میتوان تصاویر متمرکزی از اجسام غیرمسطح به دست آورد1). این اصل امکان تصویربرداری بدون اعوجاج از مقطع قرنیه با نور شکاف را فراهم میکند.
ترکیب تحلیل شکل قرنیه و تحلیل انحراف جبهه موج امکان ارزیابی کمی انحرافات مرتبه بالا (کما، انحراف کروی و غیره) را علاوه بر انحرافات کروی و استوانهای (انحرافات مرتبه دوم) فراهم میکند. انحرافات با چندجملهای زرنیکه بسط داده شده و به صورت مقدار RMS (ریشه میانگین مربعات) کمی میشوند. در قوز قرنیه، افزایش قابل توجه انحراف کما عمودی مشخص است6). برخی دستگاهها میتوانند همزمان توپوگرافی و تحلیل انحراف را انجام دهند1).
در سالهای اخیر، دستگاههای ترکیبی که توپوگرافی-توموگرافی را با اندازهگیریهای زیستی (طول محوری چشم، عمق اتاق قدامی و غیره) ادغام میکنند، ظهور کردهاند1). مفهوم قدرت انکساری کل قرنیه (Total Corneal Refractive Power) در محاسبه قدرت لنز داخل چشمی مطرح شده است و انتظار میرود دقت محاسبه قدرت لنز را به ویژه در جراحی آب مروارید پس از جراحی انکساری بهبود بخشد1).
تحقیقات در مورد تحلیل شکل قرنیه با استفاده از هوش مصنوعی (یادگیری ماشین و یادگیری عمیق) در حال پیشرفت است. کاربرد آن در تشخیص خودکار قوز قرنیه و پیشبینی پیشرفت بیماری از دادههای توپوگرافی در حال بررسی است، اما در حال حاضر در مرحله تحقیقاتی قرار دارد.
گزارش قوز قرنیه تمپورال (temporal keratoconus) به عنوان یک مورد غیر معمول3) اهمیت ارزیابی چندوجهی شامل نه تنها نسبت I-S استاندارد بلکه نسبت T-N را نشان میدهد. به عنوان ارزیابی مجدد حلقههای پلاسیدو، گزارش شده است که ارزیابی کیفی میتواند یک ابزار غربالگری ساده برای ناهنجاریهای سطح قرنیه حتی در محیطهایی که دستگاههای پیشرفته در دسترس نیستند، باشد4).
- 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.