Pemeriksaan analisis bentuk kornea (topografi kornea) adalah pemeriksaan yang mengukur kelengkungan dan bentuk permukaan depan dan belakang kornea secara kuantitatif. Tujuan utamanya adalah deteksi dan kuantifikasi astigmatisme tidak teratur kornea, penilaian progresi penyakit, dan aplikasi dalam operasi refraktif.
Secara historis, pada awal abad ke-17, Scheiner melakukan penelitian menggunakan refleksi kornea, dan pada akhir abad ke-19, piringan Placido diperkenalkan. Perangkat modern menggunakan cincin konsentris, celah cahaya, atau cahaya interferensi, dan dapat memetakan seluruh kornea dengan presisi tinggi.
Topografi kornea adalah teknik yang terutama mengukur bentuk (kelengkungan) permukaan anterior kornea menggunakan refleksi cincin Placido. Di sisi lain, Tomografi kornea adalah teknik lanjutan yang mengukur struktur tiga dimensi kornea termasuk permukaan anterior, posterior, dan ketebalan menggunakan kamera Scheimpflug atau OCT segmen anterior1). Secara klinis, topografi dan tomografi digabungkan untuk evaluasi kornea yang komprehensif.
Topografi Kornea
Objek pengukuran: Bentuk permukaan anterior kornea
Prinsip: Terutama refleksi cincin Placido
Data yang diberikan: Peta kekuatan refraksi kornea (kelengkungan)
Keuntungan: Reproduksibilitas tinggi dan resolusi spasial. Cocok untuk astigmatisme tidak teratur normal hingga sedang
Tomografi Kornea
Objek pengukuran: Struktur tiga dimensi permukaan anterior dan posterior kornea
Prinsip: Kamera Scheimpflug atau OCT segmen anterior
Data yang diberikan: Kelengkungan anterior dan posterior, peta elevasi, peta ketebalan kornea
Keuntungan: Memungkinkan evaluasi permukaan posterior kornea. Mungkin dapat diukur meskipun ada kekeruhan atau edema1)
Topografi adalah teknik yang terutama mengukur bentuk (kelengkungan) permukaan anterior kornea menggunakan refleksi cincin Placido. Di sisi lain, tomografi menggunakan kamera Scheimpflug atau OCT segmen anterior untuk mengukur struktur tiga dimensi kornea termasuk permukaan anterior, posterior, dan ketebalan. Pada keratokonus, perubahan pada permukaan posterior kadang muncul lebih dulu daripada permukaan anterior, sehingga evaluasi dengan tomografi lebih penting.
Alat analisis bentuk kornea diklasifikasikan menjadi empat jenis utama berdasarkan prinsip pengukuran 1).
Cincin Maier (lingkaran konsentris hitam-putih) diproyeksikan ke permukaan depan kornea (lapisan air mata prekornea), dan jari-jari kelengkungan kornea serta kekuatan refraksi diukur secara kuantitatif dari bentuk gambar refleksi. Perangkat representatif: TMS (TOMEY), Atlas, Keratograph.
Keuntungan: Resolusi spasial tinggi dan reprodusibilitas. Optimal untuk mengukur permukaan depan kornea.
Keterbatasan: Dipengaruhi oleh ketidakstabilan lapisan air mata. Permukaan belakang kornea tidak dapat diukur. Hanya sekitar 60% permukaan kornea yang dievaluasi, sehingga deteksi lesi perifer terbatas 6). Pada kelainan bentuk kornea yang parah, pencitraan cincin Maier menjadi sulit.
Gambar Maier dari cincin Placido dapat mengevaluasi ketidakteraturan kornea secara kualitatif tanpa alat pemeriksaan, dan sangat berguna pada pasien anak-anak atau yang tidak kooperatif 4).
Cahaya celah berputar difoto dengan kamera Scheimpflug untuk merekonstruksi struktur tiga dimensi permukaan depan dan belakang kornea. Dapat mengukur bentuk permukaan depan dan belakang kornea, ketebalan kornea, serta kekuatan refraksi total kornea dan aberasi orde tinggi 1). Perangkat representatif: Pentacam (OCULUS), Galilei (Scheimpflug ganda + Placido), Sirius (Scheimpflug + Placido).
Keuntungan: Dapat memperoleh kelengkungan permukaan depan dan belakang, elevasi, dan peta ketebalan kornea secara simultan.
Keterbatasan: Silau selama pengukuran, dan pada kasus kekeruhan kornea, pencitraan penampang menjadi sulit karena hamburan.
Dengan analisis menggunakan cahaya interferensi, kurang terpengaruh oleh air mata dan kekeruhan, dan informasi dari area perifer juga dapat diperoleh. SS-OCT (panjang gelombang 1.310 nm) diwakili oleh CASIA2 (TOMEY), dengan rentang pengukuran luas yang dapat mencitrakan seluruh kornea dalam satu gambar. SD-OCT (panjang gelombang 840 nm) mencapai resolusi tinggi.
Keuntungan: Non-kontak, cepat, dapat dievaluasi pada kasus kekeruhan kornea. Lebih sedikit pengaruh lapisan air mata.
Keterbatasan: Tidak cocok untuk evaluasi gangguan lapisan air mata (mata kering).
Menggabungkan alat tipe Placido (pengukuran bentuk kornea dan aberasi) dengan metode Hartmann-Shack (pengukuran aberasi sistem refraksi menggunakan sensor muka gelombang), memungkinkan perbandingan data refraksi kornea dan data refraksi mata.
Karakteristik masing-masing alat ditunjukkan di bawah ini.
| Alat | Prinsip Pengukuran | Permukaan Depan | Permukaan Belakang | Ketebalan Kornea |
|---|---|---|---|---|
| Tipe Placido | Refleksi cincin | ○ | × | × |
| Tipe Scheimpflug | Celah berputar | ○ | ○ | ○ |
| OCT segmen anterior | Interferensi cahaya | ○ | ○ | ○ |
Kepala pasien difiksasi pada sandaran dagu dan dahi, dan pasien diminta melihat lurus ke lampu fiksasi. Penyesuaian fokus dan pemusatan sangat mempengaruhi akurasi pengukuran. Pasien dianjurkan membuka mata lebar untuk meminimalkan pengaruh kelopak mata. Dilakukan pemotretan minimal dua kali untuk memastikan reprodusibilitas.
Periode penghentian lensa kontak: Lensa kontak mengubah bentuk kornea sementara. Untuk mendapatkan data yang akurat, lensa keras (RGP) harus dihentikan setidaknya 2 minggu, dan lensa lunak setidaknya 1 minggu. Untuk evaluasi kelayakan operasi refraktif, dianjurkan melakukan beberapa kali pengukuran setelah penghentian lensa kontak dan memverifikasi reprodusibilitas 6).
Saat memeriksa hasil, pertama-tama pastikan fokus dan pemusatan berada dalam rentang tertentu, dan digitasi otomatis tidak salah mengenali cincin yang berbeda. Kemudian lakukan evaluasi peta kode warna untuk kekuatan dan skala.
Indeks berikut digunakan untuk evaluasi kuantitatif bentuk kornea:
| Indeks | Arti |
|---|---|
| SimK (Keratometri Simulasi) | Nilai tertinggi dari rata-rata cincin ke-6 hingga ke-8 pada meridian kornea |
| SimK1/Ks | Meridian utama kuat |
| SimK2/Kf | Meridian ortogonal terhadap SimK1 |
| AveK (Rata-rata keratometri) | Rata-rata SimK1 dan SimK2 |
| MinK (Keratometri minimum) | Meridian utama lemah |
| SAI (Indeks Asimetri Permukaan) | Indeks yang menunjukkan simetri bentuk kornea |
| SRI (Indeks Keteraturan Permukaan) | Indeks yang menunjukkan keseragaman lokal kornea |
| PVA (Ketajaman Visual Potensial) | Ketajaman visual terkoreksi yang diprediksi dari SRI |
Peta Daya (Axial / Tangential / Refractive): Menampilkan kekuatan refraksi kornea dengan kode warna. Daya aksial didasarkan pada kemiringan, tahan terhadap noise, dan cocok untuk evaluasi astigmatisme keseluruhan. Daya tangensial (sesaat) mencerminkan kelengkungan lokal dan unggul dalam mengidentifikasi puncak keratokonus. Daya refraktif mencerminkan karakteristik optik berdasarkan hukum Snell.
Peta Elevasi: Menampilkan perbedaan antara permukaan kornea dan permukaan 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 keratokonus subklinis 6).
Peta Pakimetri: Menampilkan distribusi ketebalan kornea. Pada kornea normal, bagian tengah paling tipis dan secara bertahap menebal ke arah perifer. Eksentrisitas area tipis menunjukkan ektasia kornea.
Lensa keras (RGP) harus dihentikan setidaknya 2 minggu, lensa lunak setidaknya 1 minggu. Karena lensa kontak mengubah bentuk kornea sementara, terutama dalam penilaian kesesuaian operasi refraktif, disarankan untuk melakukan beberapa pengukuran setelah penghentian untuk memastikan reprodusibilitas 6).
Topografi kornea adalah standar emas untuk skrining dini kasus dugaan keratoconus 6). Keratoconus awal sering tampak normal pada pemeriksaan slit-lamp, dan topografi mungkin satu-satunya petunjuk.
Temuan tipe Placido: Lingkaran sentral tidak teratur, lingkaran perifer tidak dapat diproyeksikan, komponen asimetri besar. Steepening inferior (rasio I-S ≥ 1,2) dan deviasi sumbu radial >21° adalah pola tipikal 6). Metode Klyce/Maeda dan Smolek/Klyce digunakan sebagai indikator skrining.
Temuan tipe Scheimpflug: Eksentrisitas inferior dari tonjolan permukaan posterior kornea dan penipisan ketebalan kornea dapat dideteksi dini. Peta elevasi posterior mungkin muncul sebelum perubahan anterior.
OCT segmen anterior: Penipisan stroma kornea dan penonjolan kerucut sentral hingga inferior dapat dievaluasi dengan resolusi sekitar 10 μm.
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display adalah fitur pada Pentacam yang mengintegrasikan profil spasial ketebalan kornea (CTSP) dan persentase peningkatan ketebalan (PTI) dengan deviasi elevasi anterior dan posterior, meningkatkan akurasi skrining ektasia kornea 5). Indeks tomografi dan biomekanik (TBI) yang dikombinasikan dengan Corvis ST memungkinkan skrining komprehensif dengan mempertimbangkan biomekanika kornea 5).
Pada steepening lateral (keratoconus temporal), rasio I-S standar mungkin berada dalam rentang normal. Pada kasus anak usia 14 tahun, steepening dan penipisan temporal terdeteksi oleh Pentacam, dan rasio T-N (temporal-nasal) berguna untuk diagnosis 3). Hal ini menunjukkan pentingnya evaluasi multi-aspek, bukan hanya rasio I-S.
Pada degenerasi marginal pelusida (PMD), terdeteksi steepening inferior khas yang disebut pola lobster claw. Pada kasus remaja, Belin-Ambrosio enhanced ectasia display dan evaluasi biomekanika kornea dengan Corvis ST berguna untuk diagnosis 5).
Sistem klasifikasi ABCD digunakan untuk mengevaluasi progresi ektasia kornea. Terdiri dari 4 elemen 6):
Definisi progresi adalah terkonfirmasinya dua atau lebih dari: penajaman permukaan anterior, penajaman permukaan posterior, atau penipisan6). Pada anak-anak dan dewasa muda, progresi tomografi terkonfirmasi pada 77% mata7), sehingga pemantauan berkala penting.
Topografi kornea adalah standar emas untuk skrining awal keratokonus6). Bahkan pada keratokonus awal yang tampak normal pada pemeriksaan slit-lamp, topografi dapat mendeteksi pola khas seperti penajaman inferior. Dengan tomografi (misalnya Pentacam), perubahan permukaan posterior dan penilaian komprehensif menggunakan tampilan Belin-Ambrosio dapat dilakukan, memungkinkan deteksi lebih dini.
Jika progresi terkonfirmasi berdasarkan klasifikasi ABCD, cross-linking kornea (CXL) diindikasikan. Setelah CXL, follow-up setiap 6 bulan hingga 1 tahun dilakukan untuk memastikan penghentian progresi. Topografi dan tomografi juga digunakan untuk mengevaluasi bentuk kornea pasca-CXL.
Eksklusi ektasia kornea laten sangat penting untuk menentukan kelayakan bedah refraktif6). Jika skrining topografi menunjukkan kelainan, operasi harus dibatalkan dan pertimbangkan lensa kontak keras atau transplantasi kornea.
PRK dan SMILE dianggap memiliki risiko lebih rendah terhadap ektasia kornea pascaoperasi dibandingkan LASIK6). Pascaoperasi, topografi digunakan untuk mengevaluasi perubahan dioptri yang diinduksi kornea dan mendeteksi ablasi eksentrik.
Pada LASIK berpanduan topografi (misalnya CONTOURA), data permukaan anterior kornea yang diperoleh dengan Topolyzer Vario secara langsung menentukan pola ablasi laser2). Nomogram 3Z telah diusulkan untuk menangani ketidaksesuaian antara nilai astigmatisme dari refraksi subjektif dan topografi2).
Topografi digunakan untuk mengevaluasi astigmatisme tidak teratur sebelum operasi katarak. Ini berkontribusi pada peningkatan akurasi sumbu IOL torik. Juga digunakan untuk evaluasi astigmatisme pasca transplantasi kornea, penyesuaian lensa kontak, dan evaluasi perubahan bentuk kornea akibat pterigium.
Selain itu, dalam evaluasi astigmatisme tidak teratur akibat infiltrat subepitel (SEI) pasca konjungtivitis adenovirus, dilaporkan bahwa gambar cincin Placido (moire) lebih sensitif dalam mendeteksi ketidakteraturan permukaan dibandingkan peta warna SS-OCT4). Pencitraan serial cincin Placido juga berguna untuk memantau pengobatan tetes takrolimus4).
Ada tiga jenis definisi kekuatan kornea yang digunakan dalam topografi kornea.
Kekuatan aksial (kekuatan sagital): Pa = (n-1)/d. Dihitung dari jarak d dari garis normal pada titik pengukuran ke sumbu referensi. Berdasarkan kemiringan, tahan terhadap noise, dan merupakan perluasan pengukuran keratometer ke area yang lebih 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. Berdasarkan hukum Snell, mencerminkan sifat optik dengan paling akurat.
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 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, menyebabkan kesalahan1).
Dalam prinsip Scheimpflug, bidang lensa dan bidang gambar dimanipulasi sehingga garis singgung dari bidang objek, bidang lensa, dan bidang gambar berpotongan di satu titik (titik potong Scheimpflug), memungkinkan perolehan gambar yang fokus bahkan untuk objek non-planar1). Prinsip ini memungkinkan pencitraan penampang kornea dengan cahaya celah tanpa distorsi.
Dengan menggabungkan analisis bentuk kornea dan analisis aberasi gelombang, aberasi tingkat 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 diukur sebagai nilai RMS (root mean square). Pada keratoconus, peningkatan signifikan pada aberasi koma vertikal merupakan karakteristik6). Beberapa perangkat mampu melakukan topografi dan analisis aberasi secara bersamaan1).
Dalam beberapa tahun terakhir, telah muncul perangkat gabungan yang mengintegrasikan topografi dan tomografi dengan pengukuran biometrik (panjang aksial, kedalaman bilik anterior, dll.) 1). Konsep Total Corneal Refractive Power dalam perhitungan kekuatan lensa intraokular telah diperkenalkan, dan diharapkan dapat meningkatkan akurasi perhitungan kekuatan, terutama pada operasi katarak setelah operasi refraktif 1).
Penelitian tentang analisis bentuk kornea menggunakan AI (pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam) sedang berkembang. Aplikasi untuk deteksi otomatis keratokonus dan prediksi progresi dari data topografi sedang dipelajari, namun saat ini masih dalam tahap penelitian.
Laporan kasus atipikal seperti keratokonus temporal 3) menunjukkan pentingnya evaluasi multi-aspek termasuk rasio T-N selain rasio I-S standar. Sebagai evaluasi ulang cincin Placido, telah dilaporkan bahwa penilaian kualitatif dapat menjadi alat skrining sederhana untuk kelainan permukaan kornea bahkan di lingkungan tanpa perangkat canggih 4).
- 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.
