Роговичная топография (corneal topography) — это неинвазивный метод исследования, который количественно измеряет и визуализирует форму передней поверхности роговицы. Первые исследования в области топографии относятся к началу XVII века, когда Шайнер использовал отражение от роговицы, а значительный прогресс был достигнут с внедрением диска Пласидо в конце XIX века.
Роговичная томография (corneal tomography) — это передовая технология, которая измеряет трехмерную структуру, включая форму не только передней, но и задней поверхности, а также распределение толщины роговицы1). Клинически топография и томография комбинируются для комплексной оценки роговицы.
Роговичная топография
Объект измерения : Форма передней поверхности роговицы
Принцип : В основном отражение кольца Пласидо
Предоставляемые данные : Карта преломляющей силы роговицы (кривизна)
Преимущества : Высокая воспроизводимость и пространственное разрешение. Подходит для нормального и умеренного нерегулярного астигматизма.
Роговичная томография
Объект измерения : Трехмерная структура передней и задней поверхностей роговицы
Принцип : Камера Шаймпфлюга или ОКТ переднего сегмента
Предоставляемые данные: кривизна передней и задней поверхности, элевация, карта толщины роговицы
Преимущества: возможность оценки задней поверхности роговицы. В некоторых случаях возможно измерение даже при помутнении или отеке 1)
Топография — это метод, который в основном измеряет форму (кривизну) передней поверхности роговицы с помощью отражения колец Пласидо. С другой стороны, томография использует камеру Шеймпфлюга или ОКТ переднего сегмента для измерения трехмерной структуры роговицы, включая переднюю, заднюю поверхности и толщину. При кератоконусе изменения задней поверхности могут появляться раньше, чем передней, поэтому оценка с помощью томографии более важна.
Основные клинические показания к топографии/томографии роговицы приведены ниже.
Скрининг и наблюдение кератоконуса: Топография роговицы является золотым стандартом для раннего скрининга подозрительных на кератоконус случаев 6). Ранний кератоконус часто выглядит нормальным при осмотре с помощью щелевой лампы, и топография может быть единственной подсказкой. Нижнее уплощение (соотношение I-S ≥1,2) и наклон радиальной оси более 21° являются типичными паттернами 6). У детей и молодых людей прогрессирование было подтверждено томографией в 77% глаз 7), поэтому регулярное наблюдение важно. Также сообщалось об атипичных случаях, таких как боковое уплощение (височный кератоконус) 3). У 14-летнего пациента Pentacam выявил височное уплощение и истончение, и соотношение T-N (височно-носовое) оказалось более полезным для диагностики, чем I-S 3).
Диагностика пеллюцидной краевой дегенерации (ПКД): При ПКД на топографии роговицы выявляется характерный паттерн нижнего уплощения, называемый «паттерн клешни омара». У подростка с ПКД оценка биомеханики роговицы с помощью Belin-Ambrosio enhanced ectasia display и Corvis ST была полезна для диагностики 5).
Планирование рефракционной хирургии и послеоперационная оценка: При определении показаний к рефракционной хирургии необходимо исключить потенциальную эктазию роговицы 6). После операции она используется для оценки диоптрийных изменений роговицы, выявления децентрированных абляций или несостоятельности абляции. При топографически направленной LASIK (CONTOURA и др.) данные передней поверхности роговицы, полученные с помощью Topolyzer Vario, напрямую определяют паттерн лазерного воздействия 2).
Оценка неровностей поверхности роговицы: Изображение колец Пласидо полезно для оценки неправильного астигматизма, вызванного субэпителиальными инфильтратами после аденовирусного конъюнктивита. Мелкие неровности поверхности, трудно обнаруживаемые на цветовой карте SS-OCT, могут быть визуализированы как искажение колец4).
Другие показания: Оценка астигматизма после операции по удалению катаракты или трансплантации роговицы, подбор контактных линз, оценка изменений формы роговицы из-за птеригиума или помутнений роговицы.
Анализаторы топографии роговицы классифицируются по принципу измерения на три основные категории1).
Концентрические кольца (диск Пласидо) проецируются на слезную пленку передней поверхности роговицы, и кривизна роговицы рассчитывается по форме отраженного изображения. Существуют типы с большим конусом (TMS, Atlas и др.) и с малым конусом (Keratograph и др.), а также системы с цветными светодиодами (Cassini)1).
Преимущества: Высокое пространственное разрешение и воспроизводимость. Оптимально для измерения передней поверхности роговицы.
Ограничения: Чувствительность к нестабильности слезной пленки. Задняя поверхность роговицы не измеряется. Оценивается только около 60% поверхности роговицы, что ограничивает выявление периферических поражений (пеллюцидная маргинальная дегенерация и др.)6).
Изображение колец Пласидо может использоваться качественно для оценки неровностей роговицы без оборудования, особенно полезно у детей или некооперативных пациентов4).
Изображения Шаймпфлюга получаются с помощью вращающейся щелевой лампы, и реконструируется трехмерная структура передней и задней поверхностей роговицы1). Типичные приборы: Pentacam (одинарный вращающийся Шаймпфлюг), Galilei (двойной Шаймпфлюг + Пласидо) и Sirius (Шаймпфлюг + Пласидо)1).
Преимущества: Одновременное получение кривизны передней и задней поверхностей, элевации и карты толщины роговицы.
Ограничения: Невозможно наблюдение тканей, непрозрачных для света. Угол передней камеры трудно визуализировать из-за косого падения света. Проблемы точности коррекции из-за влияния преломляющих поверхностей.
| Прибор | Принцип измерения | Передняя поверхность | Задняя поверхность | Толщина роговицы |
|---|---|---|---|---|
| Пласидо | Кольцевое отражение | ○ | × | × |
| Шаймпфлюг | Вращающаяся щель | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | Световая интерференция | ○ | ○ | ○ |
Трехмерная структура роговицы реконструируется по ОКТ-срезам 1). SS-OCT (длина волны 1 310 нм, CASIA и др.) имеет широкий диапазон измерения и может отобразить всю роговицу на одном изображении. SD-OCT (длина волны 840 нм) имеет более узкий диапазон, но обеспечивает высокое разрешение.
Преимущества: Анализ формы роговицы возможен даже при помутнении или отеке. Бесконтактный и быстрый. Мало подвержен влиянию слезной пленки. Возможна съемка в темноте.
Belin-Ambrosio Enhanced Ectasia Display интегрирует пространственный профиль толщины роговицы и отклонения элевации передней и задней поверхностей на Pentacam, повышая точность скрининга эктазии роговицы 5).
Голова пациента фиксируется с помощью подбородника и налобного упора, ему предлагают смотреть на фиксационную лампу. Выполняется фокусировка и центрирование, затем производится съемка. Следует избегать плохой фиксации, непреднамеренного давления на глаз или деформации роговицы из-за поднятия века. Для проверки воспроизводимости выполняется не менее двух снимков. Пользователям контактных линз рекомендуется прекратить ношение как минимум на две недели 6).
Карта силы (аксиальная / тангенциальная / рефракционная): Отображает преломляющую силу роговицы в цветовом коде. Аксиальная сила основана на наклоне и устойчива к шуму. Тангенциальная (мгновенная) сила отражает локальную кривизну и отлично подходит для идентификации вершины кератоконуса. Рефракционная сила отражает оптические свойства на основе закона Снелла.
Карта элевации: Отображает разницу между поверхностью роговицы и эталонной сферой в виде высоты. Изолированные возвышения на передней и задней поверхностях являются важными индикаторами эктазии роговицы 6). Карта элевации задней поверхности демонстрирует высокую чувствительность и специфичность для выявления скрытого кератоконуса 6).
Пахиметрическая карта: Отображает распределение толщины роговицы. В нормальной роговице центр самый тонкий, а толщина постепенно увеличивается к периферии. Эксцентричность самого тонкого участка указывает на эктазию роговицы.
| Карта | Основное применение | Особенности |
|---|---|---|
| Аксиальная сила | Общая оценка астигматизма | Устойчивость к шуму |
| Тангенциальная сила | Выявление локальных изменений | Полезно для идентификации вершины конуса |
| Элевация | Скрининг эктазии | Задняя поверхность является ранним индикатором |
Контактные линзы (особенно жесткие) временно изменяют форму роговицы, поэтому для получения точных топографических данных требуется период отказа от ношения. Обычно для мягких линз рекомендуется не менее 2 недель, а для жестких — более длительный период (2–4 недели). В важных случаях, таких как оценка пригодности к рефракционной хирургии, требуется строгий период отказа.
В топографии роговицы используются три определения роговичной силы.
Аксиальная сила (сагиттальная сила) : Pa = (n-1)/d. Рассчитывается по расстоянию d от нормали в точке измерения до опорной оси. Устойчива к шуму, так как основана на наклоне. Это расширение кератометрического измерения на более широкую область.
Мгновенная сила (тангенциальная сила) : Pi = (n-1)/r. Рассчитывается по локальному радиусу кривизны r в точке измерения. Более точно отражает локальные изменения формы, но чувствительна к шуму.
Рефракционная сила (фокальная сила) : Pr = n/f. Основана на фокусном расстоянии f. Наиболее точно отражает оптические свойства в соответствии с законом Снелла.
Автокератометры и устройства типа Пласидо измеряют только переднюю поверхность роговицы, не учитывая заднюю. Предполагая, что формы передней и задней поверхностей пропорциональны, для расчета общей преломляющей силы роговицы используется кератометрический индекс (обычно 1,3375) вместо показателя преломления стромы роговицы. Это предположение в целом верно для нормальных роговиц, но после рефракционной хирургии или при эктазии роговицы пропорциональность нарушается, что приводит к ошибкам1).
При идеальной съемке плоскость линзы и плоскость изображения параллельны, но для неплоских объектов, таких как роговица, возникают искажения изображения. Принцип Шаймпфлюга заключается в том, что касательные к плоскостям объекта, линзы и изображения пересекаются в одной точке (точка Шаймпфлюга) путем наклона плоскости изображения и плоскости линзы, что позволяет получить сфокусированное изображение даже для неплоских объектов1). Этот принцип позволяет получать изображения поперечного сечения роговицы с помощью щелевого света без искажений.
Комбинируя анализ формы роговицы и анализ аберраций волнового фронта, можно количественно оценить как сферические и цилиндрические аберрации (аберрации второго порядка), так и аберрации высшего порядка (кома, сферическая аберрация и т.д.). Аберрации раскладываются в полиномы Цернике и количественно выражаются в виде СКО (среднеквадратичного значения). Для кератоконуса характерно значительное увеличение вертикальной комы6). Некоторые устройства могут одновременно выполнять топографию и анализ аберраций1).
В последние годы появились комбинированные устройства, объединяющие топографию, томографию и биометрию (длина оси, глубина передней камеры и т.д.)1). Была предложена концепция общей преломляющей силы роговицы (Total Corneal Refractive Power) для расчета силы интраокулярных линз, и ожидается повышение точности расчета, особенно при хирургии катаракты после рефракционной хирургии1).
Индивидуализированная абляция на основе топографических данных широко используется в рефракционной хирургии. Данные передней поверхности роговицы, полученные с помощью Topolyzer Vario, напрямую определяют паттерн лазерного облучения для операции CONTOURA 2). Предложена номограмма 3Z для устранения несоответствий между значениями астигматизма субъективной рефракции и топографии 2). Также сообщалось о комбинированном применении PTK и топографически направленной PRK при рубцах роговицы.
Дисплей Belin-Ambrosio enhanced ectasia интегрирует пространственный профиль толщины роговицы (CTSP) и процентное увеличение толщины (PTI), повышая точность выявления субклинического кератоконуса 5). Томографический и биомеханический индекс (TBI) в сочетании с Corvis ST позволяет проводить комплексный скрининг с учетом биомеханики роговицы 5). Сообщение о височном кератоконусе 3) как атипичном случае указывает на важность многомерной оценки, включающей не только стандартное отношение I-S, но и отношение T-N.
При оценке нерегулярного астигматизма вследствие субэпителиальных инфильтратов (SEI) после аденовируса было сообщено, что изображение мира колец Пласидо более чувствительно выявляет неровности поверхности, чем цветовая карта SS-OCT 4). Последовательная фотосъемка колец Пласидо также была полезна для мониторинга лечения глазными каплями такролимуса 4). Даже в условиях отсутствия сложного оборудования качественная оценка изображения колец Пласидо может быть простым и эффективным средством скрининга аномалий поверхности роговицы.
Да, топография роговицы является золотым стандартом для раннего скрининга кератоконуса. Даже при начальном кератоконусе, который выглядит нормальным при осмотре с помощью щелевой лампы, топография может выявить характерные паттерны, такие как нижнее уплощение. Кроме того, комбинация с томографией (Pentacam и др.) позволяет оценить изменения задней поверхности роговицы и провести комплексную оценку с помощью дисплея Belin-Ambrosio, что позволяет ожидать еще более раннего выявления.
- 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.
