कॉर्नियल आकार विश्लेषण (कॉर्नियल टोपोग्राफी) एक जांच है जो कॉर्निया की अगली और पिछली सतहों की वक्रता और आकार को मात्रात्मक रूप से मापती है। इसके मुख्य उद्देश्य कॉर्नियल अनियमित दृष्टिदोष का पता लगाना और मात्रा निर्धारण, रोग की प्रगति का आकलन, और अपवर्तक सर्जरी में आवेदन हैं।
ऐतिहासिक रूप से, 17वीं शताब्दी की शुरुआत में शाइनर ने कॉर्नियल रिफ्लेक्शन का उपयोग करके शोध किया, और 19वीं शताब्दी के अंत में प्लासिडो डिस्क शुरू की गई। आधुनिक उपकरण संकेंद्रित वलय, स्लिट लाइट या इंटरफेरेंस लाइट का उपयोग करके पूरे कॉर्निया को उच्च सटीकता से मैप कर सकते हैं।
कॉर्नियल टोपोग्राफी एक तकनीक है जो मुख्य रूप से प्लासिडो वलय प्रतिबिंब का उपयोग करके कॉर्निया की सामने की सतह के आकार (वक्रता) को मापती है। दूसरी ओर, कॉर्नियल टोमोग्राफी एक उन्नत तकनीक है जो शेइम्पफ्लग कैमरा या पूर्वकाल खंड OCT का उपयोग करके कॉर्निया की सामने और पीछे की सतहों और मोटाई सहित त्रि-आयामी संरचना को मापती है1)। नैदानिक रूप से, व्यापक कॉर्नियल मूल्यांकन के लिए टोपोग्राफी और टोमोग्राफी को संयोजित किया जाता है।
कॉर्नियल टोपोग्राफी
मापन का उद्देश्य : कॉर्निया की सामने की सतह का आकार
सिद्धांत : मुख्य रूप से प्लासिडो वलय प्रतिबिंब
प्रदान किया गया डेटा : कॉर्नियल अपवर्तन शक्ति मानचित्र (वक्रता)
लाभ : उच्च पुनरुत्पादन क्षमता और स्थानिक रिज़ॉल्यूशन। सामान्य से मध्यम अनियमित दृष्टिवैषम्य के लिए उपयुक्त।
कॉर्नियल टोमोग्राफी
मापन का उद्देश्य : कॉर्निया की सामने और पीछे की सतहों की त्रि-आयामी संरचना
सिद्धांत : शेइम्पफ्लग कैमरा या पूर्वकाल खंड OCT
प्रदान किया गया डेटा : सामने और पीछे की सतह की वक्रता, एलिवेशन और कॉर्नियल मोटाई मानचित्र
लाभ : कॉर्निया की पीछे की सतह का मूल्यांकन संभव। धुंधलापन या एडिमा होने पर भी माप संभव हो सकता है1)।
टोपोग्राफी एक तकनीक है जो मुख्य रूप से प्लासिडो वलय प्रतिबिंब का उपयोग करके कॉर्निया की सामने की सतह के आकार (वक्रता) को मापती है। दूसरी ओर, टोमोग्राफी शेइम्पफ्लग कैमरा या पूर्वकाल खंड OCT का उपयोग करके कॉर्निया की सामने और पीछे की सतहों और मोटाई सहित त्रि-आयामी संरचना को मापती है। केराटोकोनस में, पीछे की सतह में परिवर्तन सामने की सतह से पहले दिखाई दे सकते हैं, इसलिए टोमोग्राफी द्वारा मूल्यांकन अधिक महत्वपूर्ण है।
कॉर्नियल टोपोग्राफी विश्लेषक माप सिद्धांत के आधार पर मुख्य रूप से चार प्रकारों में वर्गीकृत किए जाते हैं 1)।
मायर रिंग (काले और सफेद संकेंद्रित वृत्त) कॉर्निया की अग्र सतह (प्रीकॉर्नियल आंसू फिल्म) पर प्रक्षेपित किए जाते हैं, और उनकी परावर्तित छवि के आकार से कॉर्नियल वक्रता त्रिज्या और अपवर्तक शक्ति को मात्रात्मक रूप से मापा जाता है। प्रतिनिधि उपकरण: TMS (TOMEY), Atlas, Keratograph।
लाभ: उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन और पुनरुत्पादन क्षमता। कॉर्निया की अग्र सतह के मापन के लिए सर्वोत्तम।
सीमाएं: आंसू फिल्म की अस्थिरता से प्रभावित होता है। कॉर्निया की पिछली सतह मापनीय नहीं है। कॉर्नियल सतह का केवल लगभग 60% मूल्यांकन किया जाता है, जिससे परिधीय घावों का पता लगाने में सीमाएं हैं 6)। गंभीर कॉर्नियल आकार असामान्यताओं में मायर रिंग का चित्रण कठिन हो जाता है।
प्लासिडो रिंग की मायर छवि बिना परीक्षण उपकरण के भी कॉर्नियल अनियमितता का गुणात्मक मूल्यांकन कर सकती है, विशेष रूप से बाल रोगियों और असहयोगी रोगियों में उपयोगी है 4)।
शेइम्पफ्लग कैमरा घूर्णनशील स्लिट प्रकाश की तस्वीर लेता है और कॉर्निया की अग्र और पश्च सतहों की त्रि-आयामी संरचना का पुनर्निर्माण करता है। कॉर्निया की अग्र सतह आकृति, पश्च सतह आकृति, कॉर्नियल मोटाई, साथ ही संपूर्ण कॉर्निया की अपवर्तक शक्ति और उच्च-क्रम विपथन का मापन संभव है 1)। प्रतिनिधि उपकरण: Pentacam (OCULUS), Galilei (डुअल शेइम्पफ्लग + प्लासिडो), Sirius (शेइम्पफ्लग + प्लासिडो)।
लाभ: अग्र और पश्च वक्रता, एलिवेशन और कॉर्नियल मोटाई मानचित्र एक साथ प्राप्त किए जा सकते हैं।
सीमाएं: माप के दौरान चकाचौंध; कॉर्नियल अपारदर्शिता के मामलों में प्रकीर्णन के कारण अनुभाग का चित्रण कठिन हो जाता है।
व्यतिकरण प्रकाश का उपयोग करके विश्लेषण आंसू और अपारदर्शिता के प्रभाव को कम करता है और परिधीय जानकारी भी प्राप्त करता है। SS-OCT (तरंगदैर्ध्य 1,310 nm) का प्रतिनिधि CASIA2 (TOMEY) है, जिसकी माप सीमा विस्तृत है और संपूर्ण कॉर्निया को एक स्क्रीन पर चित्रित कर सकता है। SD-OCT (तरंगदैर्ध्य 840 nm) उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।
लाभ: गैर-संपर्क, तेज़, कॉर्नियल अपारदर्शिता के मामलों में भी मूल्यांकन योग्य। आंसू फिल्म का प्रभाव कम।
सीमा : अश्रु फिल्म विघटन (ड्राई आई) के मूल्यांकन के लिए उपयुक्त नहीं है।
प्लासीडो प्रकार के उपकरण (कॉर्नियल आकार और विपथन माप) और हार्टमैन-शैक विधि (तरंगाग्र संवेदक द्वारा अपवर्तक प्रणाली विपथन माप) को संयोजित करके, कॉर्नियल अपवर्तन डेटा और नेत्र अपवर्तन डेटा की तुलना संभव है।
प्रत्येक उपकरण की विशेषताएँ नीचे दी गई हैं।
| उपकरण | माप सिद्धांत | अग्र सतह | पश्च सतह | कॉर्नियल मोटाई |
|---|---|---|---|---|
| प्लासीडो प्रकार | वलय परावर्तन | ○ | × | × |
| शाइम्पफ्लग प्रकार | घूर्णन स्लिट | ○ | ○ | ○ |
| पूर्व खंड OCT | प्रकाश हस्तक्षेप | ○ | ○ | ○ |
रोगी के सिर को चिनरेस्ट और हेडरेस्ट पर स्थिर करें और उसे सीधे सामने फिक्सेशन लाइट देखने को कहें। फोकस और सेंटरिंग का समायोजन माप सटीकता से सीधे जुड़ा होता है। पलकों के प्रभाव को कम करने के लिए पर्याप्त पलक खोलने को प्रोत्साहित करें। पुनरुत्पादन क्षमता की जांच के लिए कम से कम दो बार फोटो लें।
कॉन्टैक्ट लेंस बंद करने की अवधि: कॉन्टैक्ट लेंस कॉर्निया के आकार को अस्थायी रूप से बदल देते हैं। सटीक डेटा प्राप्त करने के लिए, हार्ड (RGP) लेंस को कम से कम 2 सप्ताह और सॉफ्ट लेंस को कम से कम 1 सप्ताह के लिए बंद करना आवश्यक है। अपवर्तक सर्जरी पात्रता मूल्यांकन में, कॉन्टैक्ट लेंस बंद करने के बाद कई बार माप लेने और पुनरुत्पादन क्षमता की जांच करने की सिफारिश की जाती है6)।
परिणामों की जांच करते समय, पहले जांचें कि फोकस और सेंटरिंग एक निश्चित सीमा के भीतर हैं, और स्वचालित डिजिटलीकरण ने विभिन्न रिंगों को गलत तरीके से नहीं पहचाना है। फिर पावर स्केल मूल्यांकन के लिए रंग कोड मैप का मूल्यांकन करें।
कॉर्नियल आकार के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए निम्नलिखित सूचकांकों का उपयोग किया जाता है।
| सूचकांक | अर्थ |
|---|---|
| SimK (सिम्युलेटेड केराटोमेट्री) | कॉर्नियल मेरिडियन के रिंग 6 से 8 के औसत में उच्चतम मान |
| SimK1/Ks | प्रबल मुख्य मेरिडियन |
| SimK2/Kf | SimK1 के लंबवत मेरिडियन |
| AveK (औसत केराटोमेट्री) | SimK1 और SimK2 का औसत |
| MinK (न्यूनतम केराटोमेट्री) | दुर्बल मुख्य मेरिडियन |
| SAI (सतह विषमता सूचकांक) | कॉर्निया आकार की सममिति दर्शाने वाला सूचकांक |
| SRI (सतह नियमितता सूचकांक) | कॉर्निया की स्थानीय एकरूपता दर्शाने वाला सूचकांक |
| PVA (संभावित दृश्य तीक्ष्णता) | SRI से अनुमानित सही दृष्टि तीक्ष्णता |
पावर मैप (अक्षीय / स्पर्शरेखीय / अपवर्तक) : कॉर्निया की अपवर्तक शक्ति को रंग कोड में प्रदर्शित करता है। अक्षीय शक्ति ढलान पर आधारित होती है, शोर के प्रति मजबूत होती है और समग्र दृष्टिदोष मूल्यांकन के लिए उपयुक्त होती है। स्पर्शरेखीय (तात्क्षणिक) शक्ति स्थानीय वक्रता को दर्शाती है और केराटोकोनस शीर्ष की पहचान में उत्कृष्ट होती है। अपवर्तक शक्ति स्नेल के नियम पर आधारित ऑप्टिकल गुणों को दर्शाती है।
एलिवेशन मैप : कॉर्निया की सतह और संदर्भ गोले के बीच के अंतर को ऊंचाई के रूप में प्रदर्शित करता है। अग्र और पश्च सतहों पर पृथक उभार कॉर्नियल एक्टेसिया के महत्वपूर्ण संकेतक हैं 6)। पश्च एलिवेशन मैप अव्यक्त केराटोकोनस का पता लगाने में उच्च संवेदनशीलता और विशिष्टता दर्शाता है 6)।
पैकीमेट्री मैप : कॉर्निया की मोटाई वितरण प्रदर्शित करता है। सामान्य कॉर्निया में केंद्र सबसे पतला होता है और परिधि की ओर धीरे-धीरे बढ़ता है। पतले क्षेत्र का विलक्षण होना कॉर्नियल एक्टेसिया का संकेत देता है।
कठोर (RGP) लेंस के लिए कम से कम 2 सप्ताह और नरम लेंस के लिए कम से कम 1 सप्ताह का बंद करना आवश्यक है। कॉन्टैक्ट लेंस कॉर्निया के आकार को अस्थायी रूप से बदलते हैं, इसलिए विशेष रूप से अपवर्तक सर्जरी के संकेत के लिए, बंद करने के बाद कई बार माप कर पुनरुत्पादन की पुष्टि करने की सिफारिश की जाती है 6)।
कॉर्नियल टोपोग्राफी केराटोकोनस के संदिग्ध मामलों की प्रारंभिक जांच के लिए स्वर्ण मानक है 6)। प्रारंभिक केराटोकोनस अक्सर स्लिट लैंप माइक्रोस्कोपी में सामान्य दिखाई दे सकता है, और टोपोग्राफी ही एकमात्र सुराग हो सकती है।
प्लासिडो प्रकार के निष्कर्ष : केंद्रीय वलय अनियमितता, परिधीय वलय प्रक्षेपण में असमर्थता, बड़ा असममित घटक। निचला स्टीपनिंग (I-S अनुपात ≥ 1.2) और रेडियल अक्ष का 21° से अधिक तिरछापन विशिष्ट पैटर्न हैं 6)। स्क्रीनिंग सूचकांक के रूप में Klyce/Maeda विधि और Smolek/Klyce विधि का उपयोग किया जाता है।
शेइम्पफ्लग प्रकार के निष्कर्ष : कॉर्निया की पिछली सतह के उभार का निचला विचलन और कॉर्नियल मोटाई का पतला होना प्रारंभिक रूप से पता लगाया जा सकता है। पश्च एलिवेशन मैप पूर्वकाल परिवर्तनों से पहले प्रकट हो सकता है।
पूर्व खंड OCT : कॉर्नियल स्ट्रोमा के पतले होने और केंद्रीय से निचले शंक्वाकार उभार का लगभग 10 μm के रिज़ॉल्यूशन पर मूल्यांकन कर सकता है।
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display Pentacam पर कॉर्नियल मोटाई स्थानिक प्रोफ़ाइल (CTSP), प्रतिशत मोटाई वृद्धि (PTI) और पूर्वकाल और पश्च एलिवेशन के विचलन को एकीकृत करता है, जिससे कॉर्नियल एक्टेसिया स्क्रीनिंग सटीकता में सुधार होता है 5)। Corvis ST के साथ संयोजन में टोमोग्राफिक और बायोमैकेनिकल इंडेक्स (TBI) कॉर्नियल बायोमैकेनिक्स को ध्यान में रखते हुए व्यापक स्क्रीनिंग सक्षम बनाता है 5)।
पार्श्व स्टीपनिंग (टेम्पोरल केराटोकोनस) में मानक I-S अनुपात सामान्य सीमा के भीतर हो सकता है। 14 वर्षीय रोगी में, Pentacam ने टेम्पोरल स्टीपनिंग और पतलेपन का पता लगाया, और T-N (टेम्पोरल-नासल) अनुपात निदान में उपयोगी था 3)। यह केवल I-S अनुपात के बजाय बहुआयामी मूल्यांकन के महत्व को इंगित करता है।
पेलुसिड मार्जिनल डिजनरेशन (PMD) में लॉबस्टर क्लॉ (झींगा मछली के पंजे) पैटर्न नामक विशिष्ट निचला स्टीपनिंग पाया जाता है। किशोर रोगी में, Belin-Ambrosio enhanced ectasia display और Corvis ST द्वारा कॉर्नियल बायोमैकेनिकल मूल्यांकन निदान में उपयोगी था 5)।
ABCD वर्गीकरण प्रणाली का उपयोग कॉर्नियल एक्टेसिया की प्रगति के मूल्यांकन के लिए किया जाता है। इसमें निम्नलिखित चार घटक शामिल हैं 6) :
प्रगति की परिभाषा पूर्व सतह का तीखापन, पश्च सतह का तीखापन और पतलापन में से दो या अधिक की पुष्टि होना है6)। बच्चों और युवा वयस्कों में 77% आँखों में टोमोग्राफी पर प्रगति की पुष्टि हुई है7), और नियमित अनुवर्ती महत्वपूर्ण है।
कॉर्नियल टोपोग्राफी केराटोकोनस की प्रारंभिक जांच के लिए स्वर्ण मानक है6)। स्लिट लैंप जांच में सामान्य दिखने वाले प्रारंभिक केराटोकोनस में भी, टोपोग्राफी निचले हिस्से में तीखापन जैसे विशिष्ट पैटर्न का पता लगा सकती है। टोमोग्राफी (पेंटाकैम आदि) के साथ संयोजन से कॉर्निया की पिछली सतह में परिवर्तन और बेलिन-एम्ब्रोसियो प्रदर्शन द्वारा समग्र मूल्यांकन संभव है, जिससे और अधिक शीघ्र पता लगाने की उम्मीद है।
जब ABCD वर्गीकरण द्वारा प्रगति की पुष्टि होती है, तो कॉर्नियल क्रॉस-लिंकिंग (CXL) का संकेत दिया जाता है। CXL के बाद, हर 6 महीने से 1 वर्ष में अनुवर्ती करके प्रगति रुकने की पुष्टि की जाती है। CXL के बाद कॉर्नियल आकृति मूल्यांकन के लिए भी टोपोग्राफी और टोमोग्राफी का उपयोग किया जाता है।
अव्यक्त कॉर्नियल एक्टेसिया का बहिष्कार अपवर्तक सर्जरी की उपयुक्तता निर्धारित करने के लिए आवश्यक है6)। यदि टोपोग्राफी जांच में असामान्यता पाई जाती है, तो सर्जरी रद्द कर दी जाती है और कठोर कॉन्टैक्ट लेंस या कॉर्नियल प्रत्यारोपण पर विचार किया जाता है।
PRK और SMILE में LASIK की तुलना में पश्चात कॉर्नियल एक्टेसिया का जोखिम कम होता है6)। पश्चात, कॉर्निया में डायोप्टर परिवर्तन के मूल्यांकन और विलक्षण अपघर्षण का पता लगाने के लिए टोपोग्राफी का उपयोग किया जाता है।
टोपोग्राफी-निर्देशित LASIK (CONTOURA आदि) में, Topolyzer Vario द्वारा प्राप्त कॉर्निया की पूर्व सतह डेटा सीधे लेज़र विकिरण पैटर्न निर्धारित करता है2)। व्यक्तिपरक अपवर्तक जांच के दृष्टिवैषम्य मान और टोपोग्राफी के दृष्टिवैषम्य मान के बीच विसंगति से निपटने के लिए 3Z नोमोग्राम प्रस्तावित किया गया है2)।
मोतियाबिंद सर्जरी से पहले कॉर्नियल अनियमित दृष्टिवैषम्य के मूल्यांकन के लिए टोपोग्राफी का उपयोग किया जाता है। यह टॉरिक IOL के अक्ष सेटिंग सटीकता में सुधार करने में योगदान देता है। कॉर्नियल प्रत्यारोपण के बाद दृष्टिवैषम्य मूल्यांकन, कॉन्टैक्ट लेंस फिटिंग और पर्टिजियम के कारण कॉर्नियल आकृति परिवर्तन के मूल्यांकन में भी इसका उपयोग किया जाता है।
इसके अलावा, एडेनोवायरस नेत्रश्लेष्मलाशोथ के बाद उपउपकला घुसपैठ (SEI) के कारण अनियमित दृष्टिवैषम्य के मूल्यांकन में, प्लासीडो वलय की मायर छवि SS-OCT रंग मानचित्र की तुलना में सतह अनियमितता का अधिक संवेदनशीलता से पता लगा सकती है, जैसा कि रिपोर्ट किया गया है4)। टैक्रोलिमस आई ड्रॉप उपचार की निगरानी में भी प्लासीडो वलय की समय-अनुक्रमिक फोटोग्राफी उपयोगी थी4)।
कॉर्नियल टोपोग्राफी में उपयोग की जाने वाली कॉर्नियल पावर की तीन प्रकार की परिभाषाएँ हैं।
अक्षीय शक्ति (धनु शक्ति) : Pa = (n-1)/d। माप बिंदु पर अभिलंब से संदर्भ अक्ष तक की दूरी d से गणना की जाती है। ढलान पर आधारित होने के कारण यह शोर के प्रति मजबूत है, और केराटोमीटर के समान माप को व्यापक क्षेत्र में विस्तारित करता है।
तात्क्षणिक शक्ति (स्पर्शरेखीय शक्ति) : Pi = (n-1)/r। माप बिंदु के स्थानीय वक्रता त्रिज्या r से गणना की जाती है। यह स्थानीय आकार परिवर्तनों को अधिक सटीक रूप से दर्शाता है, लेकिन शोर के प्रति संवेदनशील है।
अपवर्तक शक्ति (फोकल शक्ति) : Pr = n/f। फोकल लंबाई f पर आधारित। स्नेल के नियम के अनुसार यह ऑप्टिकल गुणों को सबसे सटीक रूप से दर्शाता है।
ऑटोकेराटोमीटर और प्लासिडो-डिस्क उपकरण केवल कॉर्निया की अग्र सतह को मापते हैं और पश्च सतह पर विचार नहीं करते। यह मानते हुए कि अग्र और पश्च सतहों के आकार आनुपातिक हैं, केराटोमेट्रिक इंडेक्स (आमतौर पर 1.3375) का उपयोग करके कुल कॉर्नियल अपवर्तक शक्ति की गणना की जाती है। यह धारणा सामान्य कॉर्निया में लगभग सही होती है, लेकिन अपवर्तक सर्जरी के बाद या कॉर्नियल एक्टेसिया में अग्र-पश्च सतहों का आनुपातिक संबंध टूट जाता है, जिससे त्रुटि उत्पन्न होती है1)।
शेइम्पफ्लग सिद्धांत में, वस्तु तल, लेंस तल और प्रतिबिंब तल से खींची गई स्पर्श रेखाएँ एक बिंदु (शेइम्पफ्लग प्रतिच्छेदन) पर मिलती हैं, जिससे लेंस तल और प्रतिबिंब तल को इस प्रकार समायोजित किया जाता है कि गैर-समतल वस्तुओं का भी फोकसित प्रतिबिंब प्राप्त हो1)। यह सिद्धांत स्लिट लाइट से कॉर्निया के क्रॉस-सेक्शन को बिना विरूपण के चित्रित करने में सक्षम बनाता है।
कॉर्नियल आकार विश्लेषण और तरंगाग्र विपथन विश्लेषण के संयोजन से गोलाकार और बेलनाकार (द्वितीयक विपथन) के साथ-साथ उच्च-क्रम विपथन (कोमा, गोलाकार विपथन आदि) का मात्रात्मक मूल्यांकन संभव है। विपथन को ज़र्निके बहुपदों में विस्तारित किया जाता है और RMS (रूट मीन स्क्वायर) मान के रूप में मापा जाता है। केराटोकोनस में ऊर्ध्वाधर कोमा विपथन में उल्लेखनीय वृद्धि विशेषता है6)। कुछ उपकरण एक साथ टोपोग्राफी और विपथन विश्लेषण कर सकते हैं1)।
हाल के वर्षों में, टोपोग्राफी/टोमोग्राफी और बायोमेट्रिक माप (अक्षीय लंबाई, पूर्वकाल कक्ष गहराई, आदि) को एकीकृत करने वाले संयुक्त उपकरण सामने आए हैं 1)। इंट्राओकुलर लेंस पावर गणना में कुल कॉर्नियल अपवर्तक शक्ति (Total Corneal Refractive Power) की अवधारणा प्रस्तावित की गई है, और विशेष रूप से अपवर्तक सर्जरी के बाद मोतियाबिंद सर्जरी में पावर गणना की सटीकता में सुधार की उम्मीद है 1)।
AI (मशीन लर्निंग/डीप लर्निंग) का उपयोग करके कॉर्नियल आकार विश्लेषण पर शोध आगे बढ़ रहा है। टोपोग्राफी डेटा से केराटोकोनस का स्वचालित पता लगाने और प्रगति की भविष्यवाणी में इसके अनुप्रयोग पर विचार किया जा रहा है, लेकिन वर्तमान में यह अनुसंधान चरण में है।
असामान्य मामलों के रूप में टेम्पोरल केराटोकोनस (temporal keratoconus) की रिपोर्ट 3) मानक I-S अनुपात के साथ-साथ T-N अनुपात सहित बहुआयामी मूल्यांकन के महत्व को दर्शाती है। प्लासीडो रिंगों के पुनर्मूल्यांकन के रूप में, यह बताया गया है कि उन्नत उपकरणों की अनुपलब्धता वाले वातावरण में भी गुणात्मक मूल्यांकन कॉर्नियल सतह असामान्यताओं के लिए एक सरल स्क्रीनिंग साधन हो सकता है 4)।
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