Оптическая биометрия (оптическая биометрия) — это исследование, использующее явление интерференции света для измерения длины оси, кривизны роговицы, глубины передней камеры, толщины хрусталика и т. д., позволяющее неинвазивно получать биометрические данные глаза.
Большинство моделей оснащены SS-OCT (оптическая когерентная томография с перестраиваемым источником), что позволяет легко выполнять точные и воспроизводимые измерения. Основные области применения включают не только расчет силы ИОЛ, но и получение значений коррекции оси для анализа глаукомы с помощью ОКТ у глаз с большой длиной оси, предоперационные обследования перед рефракционной хирургией и наблюдение при лечении миопии низкими концентрациями атропина.
Когда Гарольд Ридли в 1949 году впервые выполнил имплантацию ИОЛ, у пациента возникла рефракционная ошибка около 20 дптр. В конце 1960-х годов начали использовать вергентные формулы для оценки силы ИОЛ, что стало отправной точкой современных методов расчета 1). В 1970-х годах был разработан ультразвуковой А-метод, а затем появился IOLMaster с частичной когерентной интерферометрией (PCI), что стандартизировало оптические измерения. В последние годы получили распространение устройства третьего поколения с SS-OCT, что привело к дальнейшему повышению точности.
Измеряются длина оси (AL), преломляющая сила роговицы (значение K), глубина передней камеры (ACD), толщина хрусталика (LT) и диаметр роговицы (диаметр белого лимба: WTW). На основе этих параметров прогнозируется эффективное положение хрусталика (ELP) и рассчитывается необходимая сила ИОЛ. Некоторые устройства также могут измерять центральную толщину роговицы (CCT).
| Параметр | Сокращение | Ориентировочное нормальное значение | Значение для расчета ИОЛ |
|---|---|---|---|
| Длина оси | AL | 22–25 мм (среднее для эмметропии около 24 мм) | Наиболее важный. Ошибка в 1 мм влияет примерно на 2,5–3 дптр. |
| Кривизна роговицы | Значение K | Передняя средняя 7,5 мм (около 44 D) | Второе по важности. Ошибка в 1 D отражается почти 1:1 |
| Глубина передней камеры | ACD | Эмметропия 3-4 мм | Необходимо для прогноза ELP |
| Толщина хрусталика | LT | Около 4-5 мм | Дополнительная переменная в формулах нового поколения |
| Диаметр роговицы | WTW | Около 11-12 мм | Используется для прогноза ELP и выбора размера ИОЛ |
| Центральная толщина роговицы | CCT | Примерно 530–550 мкм | Зависит от модели (используется для оценки глаукомы и т.д.) |
IOL Master 700 (Carl Zeiss Meditec)
Метод измерения: SS-OCT (диапазон длины волны 1050 нм)
Особенности: Интеграция с системой поддержки хирургии катаракты «CALLISTO eye». Обеспечивает центрирование торических и мультифокальных ИОЛ.
Преимущества: Адаптируемость к случаям осложненной катаракты и заднего увеита. Технология Swept Source позволяет проводить измерения на большем количестве глаз с катарактой по сравнению с PCI предыдущего поколения3).
ARGOS (Alcon Japan)
Метод измерения: Оснащен SS-OCT
Особенности: Интеграция с системой выравнивания астигматизма «VERION». Реализовано сегментированное измерение длины глаза (применение индивидуальных показателей преломления к каждому сегменту).
Преимущества: Ожидается повышение точности расчетов за счет сегментированной коррекции для длинных и коротких глаз. Интеграция с VERION улучшает интраоперационное управление осью астигматизма.
Показано, что оптическая биометрия обеспечивает значительно более точные и не зависящие от оператора результаты по сравнению с A-режимом ультразвука 3).
При использовании IOLMaster следует принимать измерения с отношением сигнал/шум (SNR) ≥ 5. При использовании оптического биометра следует применять оптические константы ИОЛ. Константа A, предоставленная производителем ИОЛ, является лишь рекомендуемым значением; полезна оптимизация на основе опыта хирурга или использование базы данных ULIB (User Group for Laser Interference Biometry) 3). Измерение и сравнение длины оси обоих глаз помогает раннему выявлению ошибок измерения.
В следующих случаях сигнал недостаточен, поэтому оптическое измерение затруднено или невозможно.
В этих случаях используется А-режим ультразвуковой биометрии. Рекомендации ESCRS рекомендуют «использовать ультразвуковую биометрию, если оптический метод неприменим при зрелой/тяжелой катаракте» 1).
При плотной катаракте или глазах с плохой фиксацией оптическое измерение может быть затруднено. Альтернативой является А-режим ультразвуковой биометрии, причем метод погружения (иммерсионный) рекомендуется, так как он дает меньшую ошибку компрессии, чем метод аппланации. Сообщается, что иммерсионный А-скан, выполненный опытным оператором, не показывает статистически значимой разницы с оптическим методом 1).
| Параметр | Оптический (SS-OCT/PCI) | Ультразвуковой А-режим (иммерсионный) | Ультразвуковой А-режим (аппланационный) |
|---|---|---|---|
| Принцип | Интерференция света (длина волны 1050–1310 нм) | Измерение времени распространения звуковых волн | Измерение времени распространения звуковых волн |
| Контактный | Бесконтактный | Бесконтактный (погружной зонд) | Контактный (компрессия роговицы) |
| Ошибка ПД | 0,01–0,02 мм | Эквивалентно оптическому (опытный) | 0,1–0,2 мм (с ошибкой компрессии) |
| Зависимость от пользователя | Низкая | Средняя | Высокая |
| Зрелая катаракта | От сложного до невозможного | Возможно | Возможно |
| Риск инфицирования | Нет | Низкий (дезинфекция) | Да (контакт) |
Сильные стороны:
Ограничения:
При ультразвуковом методе скорость звука в среде напрямую связана с точностью измерения.
Контактный метод (аппланация) сдавливает роговицу, что искусственно укорачивает аксиальную длину. Иммерсионный метод позволяет избежать этой ошибки сжатия, так как датчик не касается роговицы напрямую, но требует контроля выравнивания. Согласно сообщениям, иммерсионный метод опытного оператора не имеет статистически значимой разницы с оптическим методом1).
Формулы расчета силы ИОЛ развивались на протяжении поколений, и в настоящее время формулы нового поколения, такие как Barrett Universal II, Kane и Hill-RBF, демонстрируют высокую прогностическую точность. Основные характеристики каждой формулы следующие3).
| Классификация формул | Представительные формулы | Дополнительные переменные | Показания |
|---|---|---|---|
| 3-е поколение (старое) | SRK/T, Holladay I, Hoffer Q | Нет/ACD | Нормальный глаз (в настоящее время рекомендуется новое поколение) |
| 4-е поколение | Barrett Universal II · Haigis | ACD · LT · WTW | Хорошо для всех диапазонов длины оси |
| ИИ и комбинированная регрессия | Kane · Hill-RBF · Pearl-DGS | ACD · LT · WTW | Повышенная точность, особенно при аномальной длине оси |
Регрессионные формулы старого поколения (SRK-II, SRK, Binkhorst и др.) больше не должны использоваться 5). Новые формулы (Barrett Universal II и др.) показали повышенную точность, особенно для глаз с аномальной длиной оси 4).
После рефракционной хирургии изменяется соотношение кривизны передней и задней поверхностей роговицы, поэтому стандартные формулы дают систематическую ошибку. Необходимы специальные методы расчета, такие как онлайн-калькулятор ASCRS, формула Barrett True-K или формула Haigis-L 1).
Для торических ИОЛ показанием является роговичный астигматизм не менее 2 D (прямой) или 1,5 D (обратный). Рекомендуется использование формул Haigis-T, Barrett Toric или Kane Toric 3).
В глазах с силиконовым маслом наиболее точна оптическая биометрия. Силиконовое масло действует как отрицательная линза, поэтому силу ИОЛ необходимо скорректировать на 3–5 D 1).
Рефракционная хирургия (LASIK, PRK, RK) изменяет соотношение кривизны передней и задней поверхностей роговицы. Кератометр оценивает кривизну задней поверхности только по кривизне передней, что приводит к завышению преломляющей силы роговицы после операции. Кроме того, многие формулы расчета ИОЛ предсказывают ELP на основе длины оси и преломляющей силы роговицы, но после рефракционной хирургии это соотношение меняется, вызывая ошибки в формулах. Рекомендуется использование специальных методов расчета (онлайн-калькулятор ASCRS и др.) 1).
SS-OCT (оптическая когерентная томография с перестраиваемым источником) измеряет каждую поверхность глаза с высокой точностью по следующему принципу.
Принцип оптического измерения первого поколения, принятый в IOL Master 500. Измеряет аксиальную длину, используя интерференционную картину двойного луча. По сравнению с SS-OCT, глубина проникновения ниже, и при развитой катаракте измерение может быть затруднено или невозможно.
Традиционные оптические методы применяют единый показатель преломления ко всему глазу, что может привести к завышению значений при высокой миопии (AL ≥ 25 мм). «Сегментарное измерение аксиальной длины», реализованное в ARGOS, применяет индивидуальный показатель преломления к каждому сегменту (водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело). Для длинных глаз отображаемое значение примерно на 0,50 мм меньше по сравнению с традиционным методом, и для многих формул расчета сообщается об улучшении MAE (средняя абсолютная ошибка). Однако доказательства этого метода еще накапливаются, и ожидаются будущие клинические исследования.
Формулы на основе ИИ, такие как метод Hill-RBF (распознавание образов с помощью искусственного интеллекта), формула Kane и формула Pearl-DGS, демонстрируют повышение точности4). Suzuki и соавт. (2025) провели ретроспективную оценку на 80 глазах с экстремальной осевой миопией (длина оси ≥30,0 мм) и сообщили, что формулы Kane и Hill-RBF показали значительно более низкую среднюю абсолютную ошибку (MAE) по сравнению с традиционной формулой SRK/T7).
Доля в пределах ±0,5 D составила 26,3% для SRK/T, 45,0% для Barrett Universal II, 55,0% для Hill-RBF и 65,0% для Kane. В подгруппе с длиной оси ≥32 мм MAE Hill-RBF составила 0,49 D, а Kane — 0,44 D, что было наилучшим7).
Трассировка лучей на основе данных ОКТ переднего сегмента (Anterion-OKULIX) показала значительно более низкую арифметическую ошибку прогноза (−0,13 D против −0,32 D) по сравнению с формулой Barrett True K no-history на глазах после миопической LVC6). Прямое использование данных о форме всей поверхности роговицы дает теоретическое преимущество при применении к глазам после рефракционной хирургии.
Интраоперационное измерение волнового фронта с помощью таких устройств, как Optiwave Refractive Analyzer, привлекает внимание как дополнительное средство к предоперационной биометрии. Имеются сообщения о том, что при стандартной хирургии катаракты у взрослых достигаются послеоперационные результаты, сопоставимые с традиционной биометрией, что может позволить интраоперационную коррекцию рефракционных ошибок2).
Регулярное измерение длины оси с помощью оптического биометра используется для оценки эффективности лечения контроля миопии, такого как капли атропина низкой концентрации и ортокератология. Мониторинг длины оси каждые 6 месяцев – 1 год позволяет объективно оценить эффект лечения. Конкретные интервалы измерений и пороговые значения ожидают разработки будущих руководств.
