اندازهگیری طول محوری چشم با روش نوری (بیومتری نوری) آزمایشی است که با استفاده از پدیده تداخل نور، طول محوری چشم، انحنای قرنیه، عمق اتاق قدامی، ضخامت عدسی و غیره را اندازهگیری کرده و دادههای بیومتریک چشم را به صورت غیرتهاجمی به دست میآورد.
بیشتر دستگاهها مجهز به SS-OCT (توموگرافی انسجام نوری با منبع جاروبشونده) هستند و اندازهگیری با دقت بالا و تکرارپذیری خوب به راحتی امکانپذیر است. کاربردهای اصلی نه تنها محاسبه قدرت لنز داخل چشمی (IOL) بلکه شامل به دست آوردن مقدار ورودی تصحیح طول محوری برای تحلیل OCT گلوکوم در چشمهای با طول محوری بلند، معاینات قبل از جراحی انکساری، و پیگیری درمان مهار نزدیکبینی با آتروپین با غلظت پایین و موارد دیگر است.
هنگامی که هارولد ریدلی در سال 1949 اولین کاشت IOL را انجام داد، بیمار دچار خطای انکساری حدود 20 دیوپتر شد. در اواخر دهه 1960، تخمین قدرت IOL با استفاده از فرمول ورژنس انجام شد که نقطه شروع روشهای محاسباتی مدرن بود1). در دهه 1970، روش A-mode اولتراسوند تثبیت شد و سپس IOL Master با استفاده از روش تداخل همدوسی جزئی (PCI) ظهور کرد و استانداردسازی اندازهگیری نوری پیشرفت کرد. در سالهای اخیر، دستگاههای نسل سوم مجهز به SS-OCT رایج شدهاند و بهبود دقت بیشتری حاصل شده است.
طول محوری چشم (AL)، قدرت انکساری قرنیه (مقدار K)، عمق اتاق قدامی (ACD)، ضخامت عدسی (LT) و قطر قرنیه (قطر لیمبوس سفید: WTW) اندازهگیری میشوند. از این پارامترها برای پیشبینی موقعیت مؤثر لنز (ELP) و محاسبه قدرت IOL مورد نیاز استفاده میشود. برخی دستگاهها میتوانند ضخامت مرکزی قرنیه (CCT) را نیز اندازهگیری کنند.
| پارامتر | مخفف | مقادیر طبیعی تقریبی | اهمیت در محاسبه IOL |
|---|---|---|---|
| طول محوری چشم | AL | 22-25 میلیمتر (متوسط چشم طبیعی حدود 24 میلیمتر) | مهمترین. خطای 1 میلیمتر حدود 2.5-3 دیوپتر تأثیر دارد. |
| انحنای قرنیه | مقدار K | میانگین سطح قدامی 7.5 میلیمتر (حدود 44 دیوپتر) | دومین مورد مهم. خطای 1 دیوپتر تقریباً 1:1 منعکس میشود |
| عمق اتاق قدامی | ACD | امتروپ 3 تا 4 میلیمتر | برای پیشبینی ELP لازم است |
| ضخامت عدسی | LT | حدود 4 تا 5 میلیمتر | متغیر اضافی در فرمولهای نسل جدید |
| قطر قرنیه | WTW | حدود 11 تا 12 میلیمتر | برای پیشبینی ELP و انتخاب اندازه IOL استفاده میشود |
| ضخامت مرکزی قرنیه | CCT | حدود ۵۳۰ تا ۵۵۰ میکرومتر | بسته به دستگاه (برای ارزیابی گلوکوم و غیره استفاده میشود) |
IOL Master 700 (Carl Zeiss Meditec)
روش اندازهگیری: SS-OCT (باند طول موج ۱۰۵۰ نانومتر)
ویژگیها: هماهنگی با سیستم پشتیبانی جراحی آب مروارید «CALLISTO eye». ارائه راهنمای مرکزیت برای IOL توریک و چندکانونی.
نقاط قوت: قابلیت تطابق با موارد آب مروارید پیشرفته و یووئیت خلفی. با فناوری Swept Source، در موارد بیشتری از آب مروارید نسبت به PCI نسل قبل قابل اندازهگیری است3).
ARGOS (Alcon Japan)
روش اندازهگیری: مجهز به SS-OCT
ویژگیها: هماهنگی با سیستم تراز محور آستیگماتیسم «VERION». پیادهسازی اندازهگیری طول محوری قطعهای (اعمال ضریب شکست مجزا برای هر قطعه).
نقاط قوت: انتظار بهبود دقت محاسباتی با تصحیح قطعهای در چشمهای بلند و کوتاه. بهبود مدیریت محور آستیگماتیسم حین عمل با هماهنگی VERION.
نشان داده شده است که بیومتری نوری در مقایسه با روش اولتراسوند A-mode به طور قابل توجهی دقیقتر است و نتایج مستقل از کاربر ارائه میدهد3).
هنگام استفاده از IOLMaster، مقادیر اندازهگیری با نسبت سیگنال به نویز (SNR) ≥ ۵ باید استفاده شوند. در صورت استفاده از بیومتر نوری، باید از ثابتهای IOL مخصوص نوری استفاده شود. ثابت A ارائه شده توسط سازنده IOL فقط یک مقدار توصیهشده است و بهینهسازی بر اساس عملکرد جراح یا استفاده از پایگاه داده ULIB (User Group for Laser Interference Biometry) مفید است3). اندازهگیری و مقایسه طول محوری هر دو چشم به تشخیص زودهنگام خطاهای اندازهگیری کمک میکند.
در موارد زیر به دلیل عدم دریافت سیگنال کافی، اندازهگیری نوری دشوار یا غیرممکن میشود.
در این موارد از بیومتری اولتراسوند A-mode استفاده میشود. راهنمای ESCRS توصیه میکند که «در آب مروارید رسیده/شدید که روش نوری قابل استفاده نیست، از بیومتری اولتراسوند استفاده شود»1).
در آب مروارید غلیظ یا چشمهایی با تثبیت ضعیف، اندازهگیری نوری ممکن است دشوار باشد. جایگزین، بیومتری اولتراسوند A-mode است و روش غوطهوری (immersion) به دلیل خطای فشاری کمتر نسبت به روش تماسی (applanation) توصیه میشود. گزارش شده است که در A-scan غوطهوری انجامشده توسط جراح ماهر، تفاوت آماری معنیداری با روش نوری وجود ندارد1).
| مورد | نوری (SS-OCT/PCI) | اولتراسوند A-mode (غوطهوری) | اولتراسوند A-mode (تماسی) |
|---|---|---|---|
| اصل | تداخل نوری (طول موج ۱,۰۵۰-۱,۳۱۰ نانومتر) | اندازهگیری زمان انتشار امواج صوتی | اندازهگیری زمان انتشار امواج صوتی |
| تماسی | غیرتماسی | غیرتماسی (پروب غوطهوری) | تماسی (فشار قرنیه) |
| خطای AL | ۰٫۰۱ تا ۰٫۰۲ میلیمتر | معادل نوری (متخصص) | ۰٫۱ تا ۰٫۲ میلیمتر (با خطای فشار) |
| وابستگی به کاربر | کم | متوسط | زیاد |
| پشتیبانی از آب مروارید پیشرفته | دشوار تا غیرممکن | ممکن | ممکن |
| خطر عفونت | ندارد | کم (با ضدعفونی قابل کنترل) | دارد (تماسی) |
نقاط قوت:
محدودیتها:
در روش اولتراسوند، سرعت صوت در محیط به طور مستقیم بر دقت اندازهگیری تأثیر میگذارد.
روش تماسی (applanation) با فشردن قرنیه باعث کوتاه شدن مصنوعی طول محور چشم میشود. در روش غوطهوری (immersion)، پروب مستقیماً با قرنیه تماس ندارد و بنابراین خطای فشردگی را میتوان اجتناب کرد، اما نیاز به کنترل موقعیتیابی دارد. گزارش شده است که روش غوطهوری توسط جراح ماهر تفاوت آماری معنیداری با روش نوری ندارد1).
فرمولهای محاسبه قدرت لنز داخل چشمی در طول نسلها تکامل یافتهاند و در حال حاضر فرمولهای نسل جدید مانند Barrett Universal II، Kane و Hill-RBF دقت پیشبینی بالایی را نشان میدهند. ویژگیهای اصلی هر فرمول به شرح زیر است3).
| دستهبندی فرمول | فرمول نماینده | متغیرهای اضافی | موارد کاربرد |
|---|---|---|---|
| نسل سوم (نسل قدیم) | SRK/T، Holladay I، Hoffer Q | هیچ/ACD | چشمهای معمولی (در حال حاضر نسل جدید توصیه میشود) |
| نسل چهارم | Barrett Universal II · Haigis | ACD · LT · WTW | در تمام محدودههای طول محور چشم خوب است |
| ترکیبی هوش مصنوعی و رگرسیون | Kane · Hill-RBF · Pearl-DGS | ACD · LT · WTW | بهبود دقت به ویژه در چشمهای با طول محور غیرطبیعی |
فرمولهای رگرسیون نسل قدیم (مانند SRK-II، SRK، Binkhorst) دیگر نباید استفاده شوند 5). فرمولهای نسل جدید (مانند Barrett Universal II) بهبود دقت را به ویژه در چشمهای با طول محور غیرطبیعی نشان دادهاند 4).
در چشمهای پس از جراحی انکساری، نسبت انحنای سطح قدامی به خلفی قرنیه تغییر میکند، بنابراین فرمولهای معمولی خطای سیستماتیک ایجاد میکنند. روشهای محاسباتی اختصاصی مانند ماشین حساب آنلاین ASCRS، فرمول Barrett True-K و فرمول Haigis-L مورد نیاز است 1).
برای IOL توریک (آستیگماتیسم)، اندیکاسیون معمولاً آستیگماتیسم قرنیهای با قاعده عمودی ≥2 دیوپتر و با قاعده افقی ≥1.5 دیوپتر است. استفاده از فرمولهای Haigis-T، Barrett Toric و Kane Toric توصیه میشود 3).
در چشمهای پر شده با روغن سیلیکون، بیومتری نوری دقیقترین است. از آنجایی که روغن سیلیکون به عنوان یک عدسی منفی عمل میکند، قدرت IOL باید 3 تا 5 دیوپتر تنظیم شود 1).
جراحی انکساری (LASIK، PRK، RK) نسبت انحنای سطح قدامی به خلفی قرنیه را تغییر میدهد. کراتومتر قدرت قرنیه را تنها از روی انحنای قدامی تخمین میزند و انحنای خلفی را تخمین میزند، بنابراین در چشمهای پس از جراحی، قدرت قرنیه بیش از حد برآورد میشود. همچنین بسیاری از فرمولهای IOL موقعیت عدسی مؤثر (ELP) را از طول محور و قدرت قرنیه پیشبینی میکنند، اما پس از جراحی انکساری این رابطه تغییر میکند و خطا در فرمول ایجاد میشود. استفاده از روشهای محاسباتی اختصاصی (مانند ماشین حساب آنلاین ASCRS) توصیه میشود 1).
SS-OCT (توموگرافی انسجام نوری با منبع جاروبشونده) با استفاده از اصل زیر، سطوح مختلف چشم را با دقت بالا اندازهگیری میکند.
اصل اندازهگیری نوری نسل اول که در IOLMaster 500 استفاده شده است. طول محوری چشم با استفاده از الگوی تداخل پرتو دوگانه اندازهگیری میشود. در مقایسه با SS-OCT، نفوذ کمتری دارد و در آب مروارید شدید اغلب قابل اندازهگیری نیست.
روشهای نوری معمولی از یک ضریب شکست یکسان برای کل چشم استفاده میکنند، بنابراین در چشمهای با نزدیکبینی شدید (AL≥25mm) تمایل به بیشبرآورد دارند. روش «اندازهگیری طول محوری چشم به روش قطعهای» که در ARGOS پیادهسازی شده است، از ضریب شکست جداگانه برای هر بخش (زلالیه، عدسی، زجاجیه) استفاده میکند. در چشمهای بلند، این روش حدود ۰.۵۰ میلیمتر کمتر از روش معمول نشان میدهد و بهبود MAE (میانگین خطای مطلق) در بسیاری از فرمولها گزارش شده است. با این حال، شواهد این روش در مرحله انباشت است و بررسیهای بالینی آینده مورد انتظار است.
فرمولهای مبتنی بر هوش مصنوعی مانند Hill-RBF (تشخیص الگو با هوش مصنوعی)، Kane و Pearl-DGS دقت بهبود یافتهای را نشان دادهاند4). Suzuki و همکاران (2025) در یک مطالعه گذشتهنگر روی 80 چشم با نزدیکبینی محوری شدید (طول محوری 30.0 میلیمتر یا بیشتر) گزارش کردند که فرمولهای Kane و Hill-RBF میانگین خطای مطلق (MAE) بهطور معنیداری کمتری نسبت به فرمول سنتی SRK/T دارند7).
درصد چشمهای با خطای درون ±0.5 دیوپتر برای SRK/T 26.3%، Barrett Universal II 45.0%، Hill-RBF 55.0% و Kane 65.0% بود. در زیرگروه با طول محوری 32 میلیمتر یا بیشتر، Hill-RBF MAE برابر 0.49D و Kane MAE برابر 0.44D بود که بهترین نتایج را نشان داد7).
ردیابی پرتو مبتنی بر دادههای OCT بخش قدامی (Anterion-OKULIX) در چشمهای پس از LVC نزدیکبین، خطای پیشبینی حسابی بهطور معنیداری کمتری نسبت به فرمول Barrett True K بدون سابقه (0.13- دیوپتر در مقابل 0.32- دیوپتر) نشان داده است6). استفاده مستقیم از دادههای شکل کامل قرنیه، مزیت نظری را در کاربرد برای چشمهای پس از جراحی انکساری فراهم میکند.
اندازهگیری جبهه موج حین عمل با استفاده از تحلیلگر انکساری Optiwave به عنوان روشی مکمل برای بیومتری قبل از عمل مورد توجه قرار گرفته است. گزارش شده است که در جراحی معمولی آب مروارید بزرگسالان، نتایج پس از عمل مشابه با بیومتری سنتی به دست میآید و این روش امکان تصحیح خطای انکساری حین عمل را فراهم میکند2).
اندازهگیری منظم طول محوری با بیومتر نوری برای ارزیابی اثربخشی درمانهای مهار نزدیکبینی مانند قطره آتروپین با غلظت کم و ارتوکراتولوژی استفاده میشود. پایش طول محوری هر 6 ماه تا یک سال امکان ارزیابی عینی اثر درمان را فراهم میکند. فواصل و آستانههای دقیق اندازهگیری نیاز به تدوین دستورالعملهای آینده دارد.
