Biometria é um termo geral para métodos de medição que aplicam matemática à biologia. Na oftalmologia, refere-se à medição precisa das dimensões do olho para calcular a potência da lente intraocular (LIO) na cirurgia de catarata.
A potência refrativa do olho é determinada principalmente pela córnea, cristalino, meios transparentes do olho e comprimento axial (AL). Na cirurgia de catarata, o cristalino natural opaco é removido e substituído por uma lente intraocular, portanto a potência da lente deve ser calculada com precisão antecipadamente para obter a refração alvo pós-operatória.
Quando Harold Ridley realizou o primeiro transplante de lente intraocular em 1949, o paciente apresentou um erro refrativo de cerca de 20 D (surpresa refrativa). Posteriormente, no final dos anos 1960, a estimativa da potência da lente intraocular foi feita usando a fórmula de vergência, que foi o ponto de partida dos métodos modernos de cálculo. Na década de 1970, o método ultrassônico modo A foi estabelecido, e desde então as fórmulas se tornaram mais refinadas.
Medimos o comprimento axial, a potência refrativa da córnea (valor K), a profundidade da câmara anterior (ACD), a espessura do cristalino (LT) e o diâmetro da córnea (diâmetro do limbo branco: WTW). A partir desses parâmetros, a posição efetiva da lente (ELP) é prevista e a potência necessária da lente intraocular é calculada.
A biometria em si é um método de exame, não uma doença. Quando a precisão da medição é insuficiente, ocorre um erro refrativo pós-operatório (surpresa refrativa), e o paciente apresenta os seguintes sintomas.
Existem três fontes principais de erro refrativo pós-operatório.
Erro de Comprimento Axial
Maior fonte de erro: O comprimento axial é o parâmetro mais importante, alterando a potência da lente intraocular em cerca de 2,5 a 3 vezes.
Erro de compressão: No A-scan de contato, a compressão da córnea resulta em medição mais curta do comprimento axial.
Superestimação em olhos longos: Em sistemas ópticos, a aplicação de um índice de refração uniforme para todo o olho leva à superestimação em olhos com comprimento axial >25 mm.
Erro de Potência Refrativa da Córnea
Segunda fonte de erro: Um erro de 1 D no valor K reflete-se quase 1:1 no erro de potência da lente intraocular.
Problema da faixa de medição: O ceratômetro mede uma área de 3,2 mm de diâmetro, podendo haver diferença em relação ao poder refrativo real da córnea central.
Olho pós-cirurgia refrativa: A alteração na relação de curvatura das superfícies anterior e posterior leva a uma superestimação do poder refrativo da córnea.
Erro de predição do ELP
Erro de predição da posição efetiva da lente: É difícil prever com precisão antes da cirurgia em que posição a lente intraocular se estabilizará dentro do saco capsular.
Dependência da fórmula: A precisão da predição do ELP é a principal causa das diferenças entre as gerações de fórmulas.
As diretrizes da ESCRS enfatizam a importância da precisão das medições pré-operatórias, da escolha adequada da fórmula e da predição da posição da lente intraocular para reduzir erros refrativos. A precisão da medição do comprimento axial e da curvatura corneana melhorou com os avanços da biometria, mas a precisão da predição da posição da lente intraocular depende fortemente da fórmula utilizada1).
Abaixo estão os fatores de risco que aumentam o erro refrativo pós-operatório.
Em catarata densa ou olhos com fixação difícil, a medição óptica pode ser difícil. Nesse caso, considere a biometria ultrassônica como A-scan por imersão 1). No método de contato, cuidado com o erro de encurtamento devido à compressão da córnea.
| Parâmetro | Abreviação | Significado |
|---|---|---|
| Comprimento axial | AL | Mais importante. Média normal 24 mm |
| Poder refrativo da córnea | K | Segundo mais importante. Afeta a potência da LIO na proporção de 1:1 |
| Profundidade da câmara anterior | ACD | Necessário para previsão de ELP |
| Espessura do cristalino | LT | Variável adicional de nova geração |
| Diâmetro do limbo branco | WTW | Usado para previsão de ELP e determinação do tamanho da lente intraocular |
A biometria óptica é um método de medição sem contato que utiliza interferometria de coerência parcial (PCI), sendo o método padrão desde o primeiro dispositivo (IOL Master). Comparado ao método ultrassônico modo A de contato, evita o encurtamento do comprimento axial devido à compressão da córnea e depende menos do operador3). A OCT de fonte varrida mais recente pode medir mais olhos com catarata do que a PCI convencional3).
O PPP de Catarata da AAO afirma que a biometria óptica mede o “comprimento axial refrativo” com mais precisão do que o método ultrassônico modo A padrão, mesmo quando a mácula está localizada na parede inclinada de um estafiloma posterior. Além disso, é mais fácil de usar na presença de óleo de silicone intraocular3).
Uma limitação da biometria óptica é a aplicação de um índice de refração uniforme para todos os olhos. Em olhos com alta miopia, isso superestima o comprimento axial verdadeiro devido à proporção do volume do gel vítreo, resultando em subestimação da potência da lente intraocular com fórmulas padrão. Em olhos com comprimento axial >25 mm, o ajuste de Wang-Koch pode ser aplicado (embora não seja necessário para fórmulas de nova geração como Barrett Universal II e Hill-RBF)3).
O método ultrassônico modo A utiliza ondas de vibração mecânica e mede o tempo que um pulso leva para viajar da córnea até a retina. A velocidade do som varia conforme o meio (aproximadamente 1641 m/s no cristalino e córnea, 1532 m/s no humor aquoso e vítreo), com média de 1555 m/s em olhos normais com cristalino. O método de contato (aplanação) comprime a córnea, encurtando artificialmente o comprimento axial, e a precisão da medição depende muito da habilidade do operador3). O método de imersão evita o erro de compressão porque a sonda não toca a córnea diretamente, mas o controle do alinhamento é difícil.
Para medir o poder refrativo da córnea, são utilizados ceratômetros manuais, ceratômetros automáticos, videoceratografia computadorizada, câmera Scheimpflug (como Pentacam) e OCT de segmento anterior3).
Os ceratômetros padrão baseiam-se na suposição de que a córnea central é perfeitamente esférica e estimam a curvatura da superfície posterior a partir da curvatura da superfície anterior (razão fixa de curvatura anterior-posterior). Essa suposição não se aplica a olhos após cirurgia refrativa. O raio médio de curvatura da superfície anterior da córnea em olhos normais é de 7,5 mm (cerca de 44,44 D), e a superfície posterior é em média 1,2 mm menor que a anterior.
As fórmulas de cálculo do poder da lente intraocular são divididas em fórmulas teóricas, de regressão e híbridas, classificadas por “gerações”.
Atualmente, a variável mais importante é a predição da Posição Efetiva da Lente (ELP), e o cerne da evolução geracional de cada fórmula é a melhoria da precisão da predição da ELP.
As variáveis de cada fórmula principal são mostradas abaixo. Além do comprimento axial e da potência corneana, há diferenças nas variáveis adicionais usadas por cada fórmula3).
| Fórmula | Variáveis Adicionais | Características |
|---|---|---|
| Barrett Universal II | ACD · LT · WTW | Traçado de raios teórico + orientado por dados |
| Haigis | ACD | Análise de regressão dupla com três variáveis |
| Hill-RBF | ACD・LT・WTW | Reconhecimento de padrões por IA |
| Hoffer Q | Nenhum | Otimização da constante personalizada de profundidade da câmara anterior |
| Holladay 1 | Nenhum | Derivação da ACD pelo fator do cirurgião |
| Holladay 2 | ACD・LT・idade・WTW・refração pré-operatória | Atualização do Holladay 1 por regressão não linear |
| Kane | ACD・sexo・LT・espessura da córnea | Óptica teórica + regressão + IA |
| SRK/T | Nenhum | Fusão de óptica teórica e análise de regressão |
A fórmula SRK (Sanders-Retzlaff-Kraff) não é mais recomendada atualmente, mas é útil para entender a relação entre as variáveis (P = A − 0,9K − 2,5AL).
No Japão, a fórmula SRK/T de terceira geração é amplamente utilizada, mas é desejável comparar vários resultados de cálculo de acordo com o comprimento axial e a morfologia do segmento anterior. Cerca de 15% dos pacientes de cirurgia de catarata apresentam olhos desproporcionais entre comprimento axial e poder corneano.
As fórmulas de nova geração (Barrett Universal II, Kane, Hill-RBF, etc.) combinam óptica teórica, regressão e IA, e foram desenvolvidas para melhorar a precisão em olhos curtos e longos, onde as fórmulas convencionais apresentavam maiores erros4).
Depender apenas de uma fórmula antiga tende a aumentar os erros refrativos nas extremidades do comprimento axial. A comparação de múltiplas fórmulas e a seleção de acordo com as características do caso são importantes4, 6).
A diferença no erro absoluto médio (MAE) entre as fórmulas de nova geração é frequentemente pequena6). No entanto, a precisão varia conforme a faixa de comprimento axial, portanto, considere o seguinte uso:
Olhos curtos (22 mm ou menos)
Fórmula Hoffer Q e Fórmula Holladay 2 são as fórmulas representativas que têm sido comparadas em olhos curtos.
ACD < 2,5 mm: O erro de previsão do ELP tende a ser grande, portanto, compare várias fórmulas6).
Olhos longos (24,5 mm ou mais)
24,5–26,0 mm: Compare os resultados das fórmulas de terceira geração e de nova geração.
26,0 mm ou mais: Preste atenção ao erro sistemático de cada fórmula em olhos longos. Considere o ajuste do comprimento axial de Wang-Koch, se necessário6).
Fórmulas de nova geração (Olsen, EVO, Kane, Hill-RBF, Barrett II) foram avaliadas em uma ampla faixa de comprimentos axiais 6).
As constantes da lente (constante A) fornecidas pelos fabricantes de lentes intraoculares são apenas valores recomendados, e não há garantia de consistência com o método de biometria realmente utilizado. A otimização das constantes com base nos resultados refrativos pós-operatórios reais do cirurgião, ou o uso de bancos de dados online que agregam dados de múltiplos cirurgiões (como ULIB: User Group for Laser Interference Biometry) é benéfica 3).
Ao usar um biômetro óptico, utilize constantes de lente intraocular específicas para óptica. Ao usar o IOLMaster, adote medições com relação sinal-ruído (SNR) ≥5.
Considere o uso de lentes intraoculares para correção de astigmatismo quando o astigmatismo corneano medido por ceratômetro for ≥2D para astigmatismo a favor da regra e ≥1,5D para astigmatismo contra a regra. Uma revisão sistemática e meta-análise de 2016 mostrou que lentes intraoculares para correção de astigmatismo, inclusive quando combinadas com incisões relaxantes da córnea, resultam em menos astigmatismo residual do que lentes não tóricas 3).
Recomenda-se o uso de calculadoras online do fabricante ou as fórmulas Haigis-T e Barrett Toric integradas em biômetros ópticos. Estas permitem a entrada direta das medições, reduzindo o risco de erros de digitação. Cerca de um terço dos pacientes de cirurgia de catarata apresentam astigmatismo corneano ≥1D pré-operatório, portanto as indicações potenciais para lentes tóricas são amplas.
As principais fórmulas tóricas incluem: Fórmula Barrett Toric (considera empiricamente o astigmatismo corneano posterior), Fórmula Kane Toric (algoritmo híbrido combinando IA, regressão e óptica teórica), e Fórmula EVO 2.0 Toric (integra astigmatismo corneano posterior teórico e modelo de lente espessa). Foi relatado que a fórmula Kane Toric tem erro absoluto médio de predição significativamente menor em comparação com outras fórmulas.
Atenção ao desvio do eixo da lente tórica. Cada grau de desvio reduz o efeito de correção do astigmatismo em cerca de 3%, e aos 30 graus o efeito de correção desaparece.
As cirurgias refrativas (LASIK, PRK, RK) alteram a relação de curvatura das superfícies anterior e posterior da córnea. Como o ceratômetro estima a curvatura posterior apenas a partir da anterior, o poder corneano é superestimado em olhos pós-operatórios. Além disso, muitas fórmulas de cálculo de LIO preveem o ELP a partir do comprimento axial e do poder corneano, mas após a cirurgia refrativa essa relação se altera, gerando erros na fórmula (consulte Manejo de Olhos Pós-Cirurgia Refrativa).
A maioria das fórmulas modernas baseia-se na fórmula teórica de Fyodorov:
P = (1336/[AL−ELP]) − (1336/[1336/{1000/([1000/DPostRx] − V) + K} − ELP])
A única variável nesta fórmula que não pode ser medida pré-operatoriamente é o ELP, e as fórmulas subsequentes (Holladay, Hoffer Q, SRK/T, Haigis, etc.) visam melhorar a precisão da estimativa do ELP.
Olho afácico: A velocidade do ultrassom torna-se 1532 m/s, e os dois picos do cristalino desaparecem, sendo substituídos por um único pico. Na fixação no sulco, o valor de ACD calculado é reduzido em 0,25 mm.
Olho pseudofácico: A velocidade do ultrassom dentro da lente artificial depende do material da LIO (PMMA: fator de correção +0,45, silicone: −0,56 ou −0,41, acrílico: +0,30). Para remensuração do comprimento axial em olhos pseudofácicos, recomenda-se o método óptico.
Pós-vitrectomia posterior ou olho preenchido com óleo de silicone: Os dois tipos mais comuns de óleo de silicone têm velocidades de som diferentes (1050 m/s e 980 m/s). A medição óptica é mais precisa que a ultrassonográfica, e o óleo de silicone intraocular funciona como uma lente negativa no implante de LIO biconvexa, exigindo ajuste de 3 a 5 D no poder da LIO.
Após a cirurgia refrativa, ocorrem três tipos principais de erros.
A seguir, a adequação de cada método após LVC e RK.
| Método | Após LVC | Após RK |
|---|---|---|
| Método do histórico clínico | ○ | × |
| Método da refração sobre lente de contato | ○ | ○ |
| Método de Topografia do Anel Central | × | ○ |
Os dispositivos de medição direta das superfícies anterior e posterior da córnea incluem: Pentacam (câmera Scheimpflug rotatória, calcula o mapa TrueNetPower e o valor K equivalente do Relatório Holladay, método alternativo na ausência de dados de histórico clínico), OCT de Segmento Anterior (medição direta da potência refrativa das superfícies anterior e posterior, pode ser usado em conjunto com o software de rastreamento de raios OKULIX), Orbscan (varredura de fenda + disco de Plácido, cuidado com artefatos de medição da superfície posterior devido a opacidade corneana) 7).
Mesmo com métodos que não dependem de dados anteriores, 30-68% dos casos atingem erro refrativo dentro de ±0,5 D do alvo, e os métodos que requerem dados anteriores não são mais o padrão ouro 6). A combinação de vários métodos oferece a maior precisão, com MedAE de 0,31-0,35 D e proporção dentro de ±0,5 D de 66-68% relatada 7).
A precisão preditiva de acordo com o tipo de cirurgia prévia é a seguinte 7):
| Tipo de cirurgia prévia | Proporção dentro de ±0,5 D |
|---|---|
| Após LASIK/PRK para miopia | 0-85% |
| Após LASIK/PRK para hipermetropia | 38,1-71,9% |
| Após RK | 29-87,5% |
Em olhos após ceratotomia radial (RK), a calculadora de LIO pós-RK da ASCRS é útil. O método de histórico clínico é frequentemente impreciso em RK devido à tendência de achatamento corneano central progressivo (desvio hipermetrópico) 3). Em olhos pós-RK, os seguintes pontos devem ser observados 7):
Zeng et al. (2022) relataram dois pacientes submetidos a PRK ou LASIK após RK 5). No caso com aumento da razão entre os raios de curvatura da superfície anterior e posterior da córnea (razão B/F) (Caso 1, RK+PRK), o Barrett True-K (sem histórico, pós-RK) foi o mais preciso (diferença dentro de 1D da LIO realmente utilizada). No caso com diminuição da razão B/F (Caso 2, RK+LASIK), Shammas, Haigis-L e Barrett True-K (sem histórico, pós-LASIK/PRK) apresentaram boa precisão.
Com base nesses achados, Zeng et al. sugeriram que a razão B/F (cerca de 84% em olhos normais) pode ser um indicador importante para a seleção da fórmula de cálculo da lente intraocular em olhos após cirurgia refrativa repetida 5).
Em olhos pediátricos, especialmente em lactentes, o comprimento axial é curto, amplificando os erros. Além disso, é necessária uma estratégia de subcorreção considerando o desvio miópico (myopic shift) associado ao crescimento ocular 2).
Os olhos pediátricos diferem fundamentalmente dos olhos adultos nos seguintes aspectos:
Em uma revisão sistemática de Rathod et al. (2025), o seguinte foi elucidado sobre o cálculo da lente intraocular pediátrica 2):
Integrando vários estudos sobre a precisão do cálculo da lente intraocular, as fórmulas de nova geração (Barrett Universal II, Kane) mostraram maior precisão em comparação com as fórmulas antigas (como SRK/T), especialmente em crianças acima de 2 anos e comprimento axial >21 mm. Por outro lado, muitos relatos indicam a utilidade de Holladay 2, SRK/T e Hoffer Q em olhos com comprimento axial <22 mm, mas não há consenso 2).
As medições de AL e K são os parâmetros mais influentes em crianças; o A-scan de contato encurta o comprimento axial em média 0,24–0,32 mm devido à compressão da córnea, portanto, se possível, recomenda-se o A-scan de imersão 2). O implante de LIO em olhos com diâmetro WTW menor que 9 mm deve ser evitado devido ao risco de sinéquia posterior e glaucoma secundário 2).
Abaixo estão os valores propostos representativos para a estratégia de subcorreção em crianças (protocolo de Khokhar et al.).
Isso é um ajuste para antecipar o desvio miópico com o crescimento ocular, visando aproximar-se da emetropia na idade adulta 2).
Em um estudo randomizado de Trivedi et al. sobre medição do comprimento axial em crianças, as medidas de contato foram em média 0,24–0,32 mm mais curtas do que as de imersão. Como a rigidez corneana e escleral é baixa em crianças, o erro de compressão ocorre facilmente, sendo recomendado o método de imersão 2).
Atualmente não há consenso. Em crianças com >2 anos e AL >21 mm, as fórmulas Barrett Universal II e Kane são consideradas precisas, enquanto muitos relatos indicam a utilidade de Holladay 2, SRK/T e Hoffer Q em olhos curtos (AL <22 mm) 2). Como a variação individual no desvio miópico é grande, é importante combinar a estratégia de subcorreção com acompanhamento de longo prazo.
O método Hill-RBF (reconhecimento de padrões por inteligência artificial) é um algoritmo que estima o poder da lente intraocular a partir de dados de medição reais e funciona independentemente de parâmetros anatômicos. No estudo de Rastogi et al. (99 olhos, crianças de 4 a 18 anos), o método Hill-RBF mostrou precisão preditiva equivalente às fórmulas Barrett Universal II, SRK/T, Holladay 1 e Hoffer Q, sendo considerado uma opção promissora em oftalmologia pediátrica2).
Espera-se que as futuras fórmulas baseadas em IA, ao utilizar dados biométricos normais de cada população, alcancem precisão superior às fórmulas atuais mesmo em olhos especiais, incluindo olhos pediátricos2).
Suzuki et al. (2025) avaliaram retrospectivamente a precisão de uma fórmula de lente intraocular baseada em IA em 80 olhos com miopia axial extrema (comprimento axial ≥30,0 mm)8). As fórmulas Kane e Hill-RBF mostraram erro absoluto médio (MAE) significativamente menor em comparação com a fórmula SRK/T convencional. As porcentagens dentro de ±0,5D foram: SRK/T 26,3%, Barrett Universal II 45,0%, Hill-RBF 55,0%, Kane 65,0%, demonstrando a superioridade das fórmulas baseadas em IA. No subgrupo com comprimento axial ≥32 mm, os melhores MAEs foram Hill-RBF 0,49D e Kane 0,44D8).
Fórmula de IA publicada em 2021, que utiliza aprendizado de máquina para prever o raio de curvatura da superfície posterior da córnea e a posição teórica da lente. Caracteriza-se por não necessitar de retreinamento para novos modelos de lentes intraoculares, sendo aplicável também a lentes tóricas e após cirurgia refrativa. Aguarda-se o acúmulo de evidências.
Fórmula com algoritmo totalmente publicado e que integra uma função de cálculo tórico independente do dispositivo6). Ocupa uma posição única em termos de transparência do algoritmo.
O traçado de raios baseado em dados de OCT (Anterion-OKULIX) mostrou erro de predição aritmético significativamente menor em comparação com a fórmula Barrett True K no-history em olhos pós-LVC para miopia (−0,13D vs −0,32D), conforme relatado7). Como o método de traçado de raios utiliza diretamente os dados da forma total da córnea, espera-se que tenha vantagem teórica na aplicação em olhos pós-cirurgia refrativa.
Em contraste com o método tradicional que usa um índice de refração uniforme para todo o olho, está sendo estudada a “medição axial segmentar”, que aplica índices de refração individuais para cada segmento (humor aquoso, cristalino, vítreo). Relata-se que em olhos curtos aparece até 0,29 mm maior, e em olhos longos 0,50 mm menor, e foi relatada melhora significativa no MAE (Erro Absoluto Médio) na maioria das fórmulas, exceto Haigis, nos subgrupos de olhos longos e curtos. Atualmente, o ARGOS (Santec) implementa o método segmentar.
A abordagem de “lente intraocular Piggyback” foi proposta, onde uma lente é colocada permanentemente no saco capsular e a outra temporariamente no sulco ciliar. A lente temporária pode ser removida quando o paciente se tornar adulto para permitir o ajuste da refração pós-operatória 2). Mais dados de longo prazo são necessários para aplicação prática.
A medição da aberração de frente de onda intraoperatória usando o analisador refrativo Optiwave e outros foi relatada como fornecendo resultados pós-operatórios equivalentes à biometria convencional em cirurgia de catarata adulta de rotina. Sua aplicabilidade em crianças é atualmente incerta, e mais pesquisas são necessárias 2).
