Topografi kornea (corneal topography) adalah teknik pemeriksaan non-invasif yang mengukur dan memvisualisasikan bentuk permukaan depan kornea secara kuantitatif. Studi awal oleh Scheiner pada awal abad ke-17 menggunakan refleksi dari kornea dianggap sebagai topografi paling awal, dan kemajuan besar dicapai pada akhir abad ke-19 dengan diperkenalkannya cakram Placido.
Tomografi kornea (corneal tomography) adalah teknologi canggih yang mengukur struktur tiga dimensi termasuk bentuk permukaan belakang kornea dan distribusi ketebalan kornea, selain permukaan depan1). Secara klinis, topografi dan tomografi digabungkan untuk evaluasi kornea yang komprehensif.
Topografi Kornea
Objek ukur: Bentuk permukaan depan kornea
Prinsip: Terutama refleksi cincin Placido
Data yang diberikan: Peta kekuatan refraksi kornea (kelengkungan)
Keunggulan: Reproduksibilitas tinggi dan resolusi spasial. Sesuai untuk astigmatisme tidak teratur normal hingga sedang
Tomografi Kornea
Objek ukur: Struktur tiga dimensi permukaan depan dan belakang kornea
Prinsip: Kamera Scheimpflug atau OCT segmen anterior
Data yang disediakan: Peta kelengkungan permukaan depan dan belakang, elevasi, dan ketebalan kornea
Keuntungan: Memungkinkan evaluasi permukaan belakang kornea. Dapat diukur meskipun ada kekeruhan atau edema 1)
Topografi adalah teknik yang terutama menggunakan refleksi cincin Placido untuk mengukur bentuk (kelengkungan) permukaan depan kornea. Sementara itu, tomografi menggunakan kamera Scheimpflug atau OCT segmen anterior untuk mengukur struktur tiga dimensi kornea termasuk permukaan depan, belakang, dan ketebalan. Pada keratokonus, perubahan pada permukaan belakang dapat muncul lebih dulu daripada permukaan depan, sehingga evaluasi dengan tomografi lebih penting.
Berikut adalah indikasi klinis utama topografi dan tomografi kornea.
Skrining dan pemantauan keratokonus: Topografi kornea adalah standar emas untuk skrining awal kasus yang diduga keratokonus 6). Keratokonus awal sering tampak normal pada pemeriksaan slit-lamp, dan topografi mungkin satu-satunya petunjuk. Pola khas adalah pengerasan inferior (rasio I-S ≥1.2) dan kemiringan sumbu radial lebih dari 21° 6). Pada anak-anak dan remaja, progresi terdeteksi pada 77% mata dengan tomografi 7), sehingga pemantauan rutin penting. Kasus atipikal seperti pengerasan lateral (keratokonus temporal) juga telah dilaporkan 3). Pada pasien berusia 14 tahun, pengerasan dan penipisan temporal terdeteksi dengan Pentacam, dan rasio T-N (temporal-nasal) berguna untuk diagnosis sebagai pengganti rasio I-S 3).
Diagnosis degenerasi marginal perusid (PMD): Pada degenerasi marginal perusid, topografi kornea mendeteksi pola pengerasan inferior khas yang disebut pola lobster claw (cakar lobster). Pada kasus remaja dengan degenerasi marginal perusid, evaluasi biomekanik kornea dengan Belin-Ambrosio enhanced ectasia display dan Corvis ST berguna untuk diagnosis 5).
Perencanaan bedah refraktif dan evaluasi pasca operasi: Dalam penilaian kesesuaian bedah refraktif, eksklusi ektasia kornea potensial sangat penting 6). Pasca operasi, digunakan untuk mengevaluasi perubahan dioptri yang dihasilkan kornea, mendeteksi ablasi eksentrik atau ablasi yang tidak memadai. Pada LASIK berpanduan topografi (seperti CONTOURA), data permukaan depan kornea yang diperoleh dari Topolyzer Vario secara langsung menentukan pola iradiasi laser 2).
Evaluasi permukaan kornea yang tidak teratur: Gambar Placido ring berguna untuk mengevaluasi astigmatisma tidak teratur akibat infiltrasi subepitel setelah konjungtivitis adenovirus, dan ketidakteraturan permukaan halus yang sulit dideteksi pada peta warna SS-OCT dapat divisualisasikan sebagai distorsi cincin4).
Indikasi lainnya: Juga digunakan untuk evaluasi astigmatisma pasca operasi katarak dan transplantasi kornea, penyesuaian lensa kontak, serta evaluasi perubahan bentuk kornea akibat pterigium dan kekeruhan kornea.
Alat analisis bentuk kornea diklasifikasikan menjadi tiga jenis utama berdasarkan prinsip pengukuran1).
Cincin konsentris (cakram Placido) diproyeksikan ke lapisan air mata kornea anterior, dan kelengkungan kornea dihitung dari bentuk gambar pantulannya. Ada tipe kerucut besar (TMS, Atlas, dll.) dan kerucut kecil (Keratograph, dll.), serta tipe LED berwarna (Cassini)1).
Keuntungan: Resolusi spasial tinggi dan reprodusibilitas baik. Optimal untuk pengukuran permukaan anterior kornea.
Keterbatasan: Dipengaruhi oleh ketidakstabilan lapisan air mata. Permukaan posterior kornea tidak dapat diukur. Hanya mengevaluasi sekitar 60% permukaan kornea, dengan keterbatasan dalam mendeteksi lesi perifer (misalnya degenerasi marginal pelusida)6).
Gambar mire cincin Placido dapat digunakan untuk mengevaluasi ketidakteraturan kornea secara kualitatif tanpa alat pemeriksaan, dan berguna terutama pada pasien anak-anak dan pasien yang tidak kooperatif4).
Gambar Scheimpflug dengan cahaya celah berputar diambil untuk merekonstruksi struktur tiga dimensi permukaan anterior dan posterior kornea1). Peralatan representatif: Pentacam (Scheimpflug putar tunggal), Galilei (Scheimpflug ganda + Placido), Sirius (Scheimpflug + Placido)1).
Keuntungan: Dapat memperoleh kelengkungan permukaan anterior dan posterior, elevasi, dan peta ketebalan kornea secara simultan.
Keterbatasan: Tidak dapat mengamati jaringan yang tidak tembus cahaya. Sudut bilik mata depan sulit difoto karena pencahayaan miring. Masalah akurasi koreksi akibat pengaruh permukaan bias.
| Peralatan | Prinsip Pengukuran | Permukaan Anterior | Permukaan Posterior | Ketebalan Kornea |
|---|---|---|---|---|
| Placido | Refleksi cincin | ○ | × | × |
| Scheimpflug | Celah berputar | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | Interferensi cahaya | ○ | ○ | ○ |
Rekonstruksi struktur tiga dimensi kornea dari gambar potongan melintang OCT 1). SS-OCT (panjang gelombang 1.310 nm, CASIA dll.) memiliki rentang pengukuran yang luas dan dapat menggambarkan seluruh kornea dalam satu layar. SD-OCT (panjang gelombang 840 nm) memiliki rentang pengukuran yang sempit tetapi mencapai resolusi tinggi.
Keuntungan: Analisis bentuk kornea dapat dilakukan meskipun ada kekeruhan atau edema. Non-kontak dan cepat. Kurang terpengaruh oleh lapisan air mata. Dapat difoto dalam kondisi gelap.
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display adalah fungsi pada Pentacam yang menampilkan secara terintegrasi profil spasial ketebalan kornea dan deviasi elevasi anterior dan posterior, meningkatkan akurasi skrining ektasia kornea 5).
Kepala pasien difiksasi pada sandaran dagu dan dahi, dan pasien diminta melihat lampu fiksasi. Fokus dan centering disesuaikan lalu difoto. Perhatikan fiksasi yang buruk, tekanan bola mata yang tidak disengaja, atau deformasi kornea akibat pengangkatan kelopak mata. Lakukan pemotretan minimal dua kali untuk memastikan reprodusibilitas. Pada pengguna lensa kontak, disarankan penghentian pemakaian selama dua minggu atau lebih 6).
Peta kekuatan (axial / tangential / refractive): Menampilkan kekuatan refraksi kornea dengan kode warna. Kekuatan aksial (axial) didasarkan pada kemiringan dan tahan terhadap noise. Kekuatan tangensial (tangential/instantaneous) mencerminkan kelengkungan lokal dan unggul dalam mengidentifikasi puncak keratoconus. Kekuatan refraktif (refractive) mencerminkan karakteristik optik berdasarkan hukum Snell.
Peta elevasi: Menampilkan perbedaan antara permukaan kornea dan bola referensi sebagai ketinggian. Elevasi terisolasi pada permukaan anterior dan posterior merupakan indikator penting ektasia kornea 6). Peta elevasi posterior menunjukkan sensitivitas dan spesifisitas tinggi dalam mendeteksi keratoconus laten 6).
Peta pachymetry: Menampilkan distribusi ketebalan kornea. Pada kornea normal, bagian tengah paling tipis dan bertambah ke arah perifer. Eksentrisitas area tipis menunjukkan ektasia kornea.
| Peta | Penggunaan utama | Karakteristik |
|---|---|---|
| Kekuatan aksial (Axial power) | Evaluasi astigmatisme keseluruhan | Tahan terhadap noise |
| Kekuatan tangensial | Deteksi perubahan lokal | Berguna untuk mengidentifikasi puncak kerucut |
| Elevasi | Skrining ektasia | Permukaan posterior sebagai indikator awal |
Lensa kontak (terutama lensa keras) mengubah bentuk kornea sementara, sehingga diperlukan periode penghentian untuk mendapatkan data topografi yang akurat. Umumnya, lensa lunak memerlukan penghentian minimal 2 minggu, sedangkan lensa keras memerlukan waktu lebih lama (2-4 minggu). Dalam situasi penting seperti evaluasi untuk operasi refraktif, periode penghentian yang ketat sangat diperlukan.
Ada tiga definisi kekuatan kornea yang digunakan dalam topografi kornea.
Kekuatan Aksial (Kekuatan Sagital): Pa = (n-1)/d. Dihitung dari jarak d dari sumbu referensi ke garis normal pada titik pengukuran. Tahan terhadap noise berdasarkan kemiringan. Perluasan pengukuran setara keratometer ke area yang luas.
Kekuatan Sesaat (Kekuatan Tangensial): Pi = (n-1)/r. Dihitung dari radius kelengkungan lokal r pada titik pengukuran. Mencerminkan perubahan bentuk lokal dengan lebih akurat tetapi rentan terhadap noise.
Kekuatan Refraktif (Kekuatan Fokal): Pr = n/f. Berdasarkan jarak fokus f. Mencerminkan sifat optik paling akurat berdasarkan hukum Snell.
Pada keratometer otomatis dan perangkat Placido, hanya permukaan depan kornea yang diukur tanpa mempertimbangkan permukaan belakang. Dengan asumsi bahwa bentuk permukaan depan dan belakang proporsional, indeks keratometrik (biasanya 1,3375) digunakan sebagai pengganti indeks bias stroma kornea untuk menghitung kekuatan kornea total. Asumsi ini umumnya berlaku pada kornea normal, tetapi setelah operasi refraktif atau pada ektasia kornea, proporsionalitas antara permukaan depan dan belakang terganggu sehingga menimbulkan kesalahan1).
Dalam pencitraan ideal, bidang lensa dan bidang gambar sejajar, tetapi pada objek non-planar seperti kornea, terjadi distorsi gambar. Dalam prinsip Scheimpflug, bidang gambar dan bidang lensa dimanipulasi sehingga garis singgung dari bidang objek, bidang lensa, dan bidang gambar berpotongan di satu titik (titik potong Scheimpflug), memungkinkan diperolehnya gambar fokus bahkan pada objek non-planar1). Prinsip ini memungkinkan pencitraan penampang kornea dengan cahaya celah tanpa distorsi.
Dengan menggabungkan analisis bentuk kornea dan analisis aberasi gelombang, aberasi orde tinggi (seperti aberasi koma dan aberasi sferis) selain aberasi sferis dan silindris (aberasi orde kedua) dapat dievaluasi secara kuantitatif. Aberasi diekspansi menggunakan polinomial Zernike dan dikuantifikasi sebagai nilai RMS (root mean square). Pada keratoconus, peningkatan signifikan pada aberasi koma vertikal merupakan ciri khas6). Beberapa perangkat mampu melakukan analisis topografi dan aberasi secara bersamaan1).
Dalam beberapa tahun terakhir, perangkat gabungan yang mengintegrasikan topografi/tomografi dengan biometri (panjang aksial, kedalaman bilik anterior, dll.) telah muncul1). Konsep Kekuatan Bias Kornea Total (Total Corneal Refractive Power) telah diusulkan dalam perhitungan kekuatan lensa intraokular, dan diharapkan dapat meningkatkan akurasi perhitungan kekuatan pada operasi katarak terutama setelah operasi refraktif1).
Ablasi kustom berdasarkan data topografi telah meluas dalam bedah refraktif. Data permukaan anterior kornea yang diperoleh dengan Topolyzer Vario secara langsung menentukan pola iradiasi laser untuk operasi CONTOURA 2). Nomogram 3Z telah diusulkan untuk menangani ketidaksesuaian antara nilai astigmatisme dari pemeriksaan refraksi subjektif dan nilai topografi 2). Kombinasi PTK + PRK berpanduan topografi untuk bekas luka kornea juga telah dilaporkan.
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display mengintegrasikan profil ketebalan kornea spasial (CTSP) dan persentase peningkatan ketebalan (PTI) untuk meningkatkan akurasi deteksi keratokonus laten 5). Indeks tomografi dan biomekanik (TBI) yang dikombinasikan dengan Corvis ST memungkinkan skrining komprehensif yang juga mempertimbangkan biomekanika kornea 5). Laporan keratokonus temporal sebagai kasus atipikal 3) menunjukkan pentingnya evaluasi multi-sudut termasuk rasio T-N selain rasio I-S standar.
Dalam evaluasi astigmatisme ireguler akibat infiltrat subepitel (SEI) pasca adenovirus, dilaporkan bahwa gambar cincin Placido (gambar Meyer) mendeteksi ketidakteraturan permukaan lebih sensitif dibandingkan peta warna SS-OCT 4). Pencitraan serial cincin Placido juga berguna untuk memantau pengobatan tetes mata takrolimus 4). Bahkan di lingkungan tanpa peralatan canggih, evaluasi kualitatif gambar cincin Placido dapat menjadi alat skrining yang sederhana dan efektif untuk kelainan permukaan kornea.
Ya, topografi kornea adalah standar emas untuk skrining awal keratokonus. Bahkan pada keratokonus awal yang tampak normal pada pemeriksaan slit-lamp, topografi dapat mendeteksi pola khas seperti penonjolan inferior. Selain itu, penggunaan tomografi (misalnya Pentacam) secara bersamaan memungkinkan evaluasi komprehensif perubahan permukaan posterior kornea dan tampilan Belin-Ambrosio, sehingga meningkatkan deteksi dini.
- 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.
