การตรวจภูมิประเทศกระจกตา (corneal topography) เป็นเทคนิคการตรวจแบบไม่รุกรานที่วัดและแสดงภาพรูปร่างของพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตาในเชิงปริมาณ การศึกษาแรกเริ่มโดย Scheiner ในต้นศตวรรษที่ 17 โดยใช้การสะท้อนจากกระจกตาถือเป็นภูมิประเทศที่เก่าแก่ที่สุด และมีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ด้วยการนำแผ่น Placido มาใช้
การตรวจภูมิประเทศกระจกตาแบบสามมิติ (corneal tomography) เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่วัดโครงสร้างสามมิติรวมถึงรูปร่างของพื้นผิวด้านหลังของกระจกตาและการกระจายความหนาของกระจกตา นอกเหนือจากพื้นผิวด้านหน้า1) ในทางคลินิก การตรวจภูมิประเทศและการตรวจสามมิติจะถูกรวมกันเพื่อประเมินกระจกตาอย่างครอบคลุม
การตรวจภูมิประเทศกระจกตา
วัตถุที่วัด: รูปร่างของพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตา
หลักการ: ส่วนใหญ่ใช้การสะท้อนของวงแหวน Placido
ข้อมูลที่ให้: แผนที่กำลังหักเหของกระจกตา (ความโค้ง)
ข้อดี: ความสามารถในการทำซ้ำสูงและความละเอียดเชิงพื้นที่สูง เหมาะสำหรับสายตาเอียงไม่สม่ำเสมอระดับปกติถึงปานกลาง
การตรวจภูมิประเทศกระจกตาแบบสามมิติ
วัตถุที่วัด: โครงสร้างสามมิติของพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังของกระจกตา
หลักการ: กล้อง Scheimpflug หรือ OCT ส่วนหน้าของลูกตา
ข้อมูลที่ให้: แผนที่ความโค้งของพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลัง ระดับความสูง และความหนาของกระจกตา
ข้อดี: สามารถประเมินพื้นผิวด้านหลังของกระจกตาได้ อาจวัดได้แม้มีต้อกระจกหรือบวมน้ำ 1)
Topography เป็นเทคนิคที่ใช้การสะท้อนของวงแหวน Placido เป็นหลักเพื่อวัดรูปร่าง (ความโค้ง) ของพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตา ในขณะที่ tomography ใช้กล้อง Scheimpflug หรือ OCT ส่วนหน้าตาเพื่อวัดโครงสร้างสามมิติของกระจกตา รวมถึงพื้นผิวด้านหน้า ด้านหลัง และความหนา ในโรคกระจกตาทรงกรวย การเปลี่ยนแปลงที่พื้นผิวด้านหลังอาจปรากฏก่อนพื้นผิวด้านหน้า ดังนั้นการประเมินด้วย tomography จึงสำคัญกว่า
ข้อบ่งชี้ทางคลินิกหลักของ topography และ tomography กระจกตาแสดงดังต่อไปนี้
การคัดกรองและติดตามโรคกระจกตาทรงกรวย: Topography กระจกตาเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการคัดกรองเบื้องต้นในกรณีที่สงสัยโรคกระจกตาทรงกรวย 6) โรคกระจกตาทรงกรวยระยะแรกมักดูปกติเมื่อตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ชนิดกรีด และ topography อาจเป็นเบาะแสเดียว รูปแบบทั่วไปคือความโค้งด้านล่าง (อัตราส่วน I-S ≥1.2) และความเอียงของแกนรัศมีมากกว่า 21° 6) ในเด็กและวัยรุ่น พบการดำเนินโรคใน 77% ของดวงตาจาก tomography 7) ดังนั้นการติดตามอย่างสม่ำเสมอจึงสำคัญ มีรายงานกรณีผิดปกติ เช่น ความโค้งด้านข้าง (กระจกตาทรงกรวยด้านขมับ) 3) ในผู้ป่วยอายุ 14 ปี ตรวจพบความโค้งและความบางด้านขมับด้วย Pentacam และอัตราส่วน T-N (ขมับ-จมูก) มีประโยชน์ในการวินิจฉัยแทนอัตราส่วน I-S 3)
การวินิจฉัยโรคขอบกระจกตาโปร่งแสง (PMD): ในโรคขอบกระจกตาโปร่งแสง topography กระจกตาตรวจพบรูปแบบความโค้งด้านล่างที่มีลักษณะเฉพาะเรียกว่ารูปแบบกุ้งก้ามกราม ในกรณีวัยรุ่นที่เป็นโรคขอบกระจกตาโปร่งแสง การประเมินชีวกลศาสตร์ของกระจกตาด้วย Belin-Ambrosio enhanced ectasia display และ Corvis ST มีประโยชน์ในการวินิจฉัย 5)
การวางแผนการผ่าตัดแก้ไขสายตาและการประเมินหลังผ่าตัด: ในการประเมินความเหมาะสมสำหรับการผ่าตัดแก้ไขสายตา การแยกโรคกระจกตาโป่งพองที่แฝงอยู่เป็นสิ่งจำเป็น 6) หลังผ่าตัด ใช้เพื่อประเมินการเปลี่ยนแปลงไดออปเตอร์ที่เกิดจากกระจกตา ตรวจหาการตัดเยื้องศูนย์หรือการตัดไม่เพียงพอ ในการทำ LASIK แบบนำทางด้วย topography (เช่น CONTOURA) ข้อมูลพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตาที่ได้จาก Topolyzer Vario จะกำหนดรูปแบบการยิงเลเซอร์โดยตรง 2)
การประเมินความไม่สม่ำเสมอของผิวกระจกตา: ภาพวงแหวน Placido มีประโยชน์ในการประเมินสายตาเอียงไม่สม่ำเสมอจากการแทรกซึมใต้เยื่อบุหลังเยื่อบุตาอักเสบจากอะดีโนไวรัส และความไม่สม่ำเสมอของผิวกระจกตาที่ละเอียดซึ่งตรวจพบได้ยากในแผนที่สี SS-OCT สามารถมองเห็นเป็นความบิดเบี้ยวของวงแหวน4)
ข้อบ่งชี้อื่นๆ: ใช้ในการประเมินสายตาเอียงหลังการผ่าตัดต้อกระจกและการปลูกถ่ายกระจกตา การปรับเลนส์สัมผัส และการประเมินการเปลี่ยนแปลงรูปร่างกระจกตาจากต้อเนื้อและความขุ่นของกระจกตา
เครื่องวิเคราะห์รูปร่างกระจกตาแบ่งออกเป็นสามประเภทหลักตามหลักการวัด1)
วงแหวนศูนย์กลางร่วม (จาน Placido) ถูกฉายลงบนชั้นน้ำตาของกระจกตาส่วนหน้า และคำนวณความโค้งของกระจกตาจากรูปร่างของภาพสะท้อน มีทั้งแบบกรวยใหญ่ (TMS, Atlas ฯลฯ) และกรวยเล็ก (Keratograph ฯลฯ) และแบบ LED สี (Cassini) ก็มีให้เห็น1)
ข้อดี: ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและความสามารถในการทำซ้ำได้ดี เหมาะที่สุดสำหรับการวัดผิวหน้าของกระจกตา
ข้อจำกัด: ได้รับผลกระทบจากความไม่เสถียรของชั้นน้ำตา ไม่สามารถวัดผิวหลังกระจกตาได้ ประเมินเพียงประมาณ 60% ของผิวกระจกตา มีข้อจำกัดในการตรวจหารอยโรคบริเวณรอบนอก (เช่น ภาวะเสื่อมขอบกระจกตาแบบโปร่งแสง)6)
ภาพไมร์ของวงแหวน Placido สามารถใช้ประเมินความไม่สม่ำเสมอของกระจกตาในเชิงคุณภาพโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ตรวจ และมีประโยชน์โดยเฉพาะในผู้ป่วยเด็กและผู้ป่วยที่ไม่ให้ความร่วมมือ4)
ภาพ Scheimpflug ด้วยแสงกรีดหมุนถูกถ่ายเพื่อสร้างโครงสร้างสามมิติของผิวหน้าและหลังกระจกตาขึ้นใหม่1) อุปกรณ์ที่เป็นตัวแทน: Pentacam (Scheimpflug หมุนเดี่ยว), Galilei (Scheimpflug คู่ + Placido), Sirius (Scheimpflug + Placido)1)
ข้อดี: สามารถรับความโค้งของผิวหน้าและหลัง ระดับความสูง และแผนที่ความหนาของกระจกตาได้พร้อมกัน
ข้อจำกัด: ไม่สามารถสังเกตเนื้อเยื่อที่แสงไม่ผ่านได้ มุมห้องหน้าตาการถ่ายภาพยากเนื่องจากแสงส่องเฉียง ปัญหาความแม่นยำในการแก้ไขเนื่องจากผลกระทบของผิวหักเห
| อุปกรณ์ | หลักการวัด | ผิวหน้า | ผิวหลัง | ความหนากระจกตา |
|---|---|---|---|---|
| Placido | การสะท้อนของวงแหวน | ○ | × | × |
| Scheimpflug | ช่องหมุน | ○ | ○ | ○ |
| AS-OCT | การแทรกสอดของแสง | ○ | ○ | ○ |
การสร้างโครงสร้างสามมิติของกระจกตาจากภาพตัดขวางของ OCT 1) SS-OCT (ความยาวคลื่น 1,310 นาโนเมตร, CASIA ฯลฯ) มีช่วงการวัดที่กว้างและสามารถแสดงภาพกระจกตาทั้งหมดในหน้าจอเดียว SD-OCT (ความยาวคลื่น 840 นาโนเมตร) มีช่วงการวัดที่แคบแต่ให้ความละเอียดสูง
ข้อดี: สามารถวิเคราะห์รูปทรงกระจกตาได้แม้มีความขุ่นหรือบวมน้ำ ไม่สัมผัสและรวดเร็ว ได้รับผลกระทบจากชั้นน้ำตาน้อย ถ่ายภาพในที่มืดได้
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display เป็นฟังก์ชันบน Pentacam ที่แสดงโปรไฟล์เชิงพื้นที่ของความหนากระจกตาและค่าเบี่ยงเบนความสูงด้านหน้าและด้านหลังแบบบูรณาการ ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคัดกรองภาวะกระจกตาโป่งพอง 5)
ยึดศีรษะผู้ป่วยบนที่วางคางและหน้าผาก ให้มองไปที่ไฟตรึง ปรับโฟกัสและศูนย์กลางแล้วถ่ายภาพ ระวังการตรึงที่ไม่ดี การกดลูกตาโดยไม่ตั้งใจ หรือการเสียรูปของกระจกตาจากการยกเปลือกตา ถ่ายภาพอย่างน้อยสองครั้งเพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำ สำหรับผู้ใช้คอนแทคเลนส์ แนะนำให้หยุดใส่เป็นเวลาสองสัปดาห์ขึ้นไป 6)
แผนที่กำลังหักเห (axial / tangential / refractive): แสดงกำลังหักเหของกระจกตาด้วยรหัสสี กำลังตามแนวแกน (axial) ขึ้นอยู่กับความเอียงและทนต่อสัญญาณรบกวน กำลังสัมผัส (tangential/instantaneous) สะท้อนความโค้งเฉพาะที่และดีเยี่ยมในการระบุยอดของตาไข่ปลา กำลังหักเห (refractive) สะท้อนคุณสมบัติทางแสงตามกฎของสเนลล์
แผนที่ความสูง: แสดงความแตกต่างระหว่างผิวกระจกตากับทรงกลมอ้างอิงเป็นความสูง ความสูงที่แยกออกมาบนผิวด้านหน้าและด้านหลังเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของภาวะกระจกตาโป่งพอง 6) แผนที่ความสูงด้านหลังแสดงความไวและความจำเพาะสูงในการตรวจหาตาไข่ปลาที่แฝงอยู่ 6)
แผนที่ความหนากระจกตา (pachymetry): แสดงการกระจายความหนาของกระจกตา ในกระจกตาปกติ ส่วนกลางจะบางที่สุดและค่อยๆ หนาขึ้นสู่รอบนอก การเยื้องศูนย์ของบริเวณบางบ่งชี้ถึงภาวะกระจกตาโป่งพอง
| แผนที่ | การใช้งานหลัก | ลักษณะ |
|---|---|---|
| กำลังตามแนวแกน (Axial power) | ประเมินสายตาเอียงโดยรวม | ทนต่อสัญญาณรบกวน |
| กำลังสัมผัส | การตรวจหาการเปลี่ยนแปลงเฉพาะที่ | มีประโยชน์ในการระบุยอดของกรวย |
| ความสูง | การคัดกรองภาวะกระจกตายื่น | ผิวด้านหลังเป็นตัวบ่งชี้ระยะแรก |
คอนแทคเลนส์ (โดยเฉพาะชนิดแข็ง) ทำให้รูปร่างกระจกตาเปลี่ยนแปลงชั่วคราว ดังนั้นจึงต้องมีระยะหยุดใส่เพื่อให้ได้ข้อมูลภูมิประเทศที่แม่นยำ โดยทั่วไป เลนส์ชนิดอ่อนแนะนำให้หยุดอย่างน้อย 2 สัปดาห์ ส่วนเลนส์ชนิดแข็งต้องใช้เวลานานกว่า (2-4 สัปดาห์) ในสถานการณ์สำคัญ เช่น การประเมินเพื่อผ่าตัดแก้ไขสายตา จำเป็นต้องมีระยะหยุดใส่ที่เคร่งครัด
มีคำจำกัดความของกำลังของกระจกตาสามแบบที่ใช้ในการทำแผนที่กระจกตา
กำลังตามแนวแกน (กำลังแนว sagittal): Pa = (n-1)/d. คำนวณจากระยะ d จากแกนอ้างอิงถึงเส้นตั้งฉากที่จุดวัด ทนทานต่อสัญญาณรบกวนตามความชัน การขยายการวัดที่เทียบเท่ากับเครื่องวัดความโค้งกระจกตาไปยังพื้นที่กว้าง
กำลังขณะนั้น (กำลังแนวสัมผัส): Pi = (n-1)/r. คำนวณจากรัศมีความโค้งเฉพาะที่ r ที่จุดวัด สะท้อนการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเฉพาะที่ได้แม่นยำกว่าแต่ไวต่อสัญญาณรบกวน
กำลังหักเห (กำลังโฟกัส): Pr = n/f. ขึ้นอยู่กับระยะโฟกัส f สะท้อนคุณสมบัติทางแสงได้แม่นยำที่สุดตามกฎของสเนลล์
ในเครื่องวัดความโค้งกระจกตาอัตโนมัติและอุปกรณ์ Placido จะวัดเฉพาะพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตาโดยไม่พิจารณาพื้นผิวด้านหลัง โดยสมมติว่ารูปร่างของพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังเป็นสัดส่วนกัน จึงใช้ดัชนี keratometric (ปกติคือ 1.3375) แทนดัชนีหักเหของเนื้อกระจกตาเพื่อคำนวณกำลังรวมของกระจกตา สมมติฐานนี้โดยทั่วไปใช้ได้กับกระจกตาปกติ แต่หลังการผ่าตัดแก้ไขสายตาผิดปกติหรือในภาวะกระจกตาโป่งพอง สัดส่วนระหว่างพื้นผิวด้านหน้าและด้านหลังจะเสียไป ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อน1)
ในการถ่ายภาพในอุดมคติ ระนาบเลนส์และระนาบภาพจะขนานกัน แต่สำหรับวัตถุที่ไม่ใช่ระนาบเช่นกระจกตา จะเกิดการบิดเบือนของภาพ ในหลักการ Scheimpflug ระนาบภาพและระนาบเลนส์ถูกปรับให้เส้นสัมผัสจากระนาบวัตถุ ระนาบเลนส์ และระนาบภาพตัดกันที่จุดเดียว (จุดตัด Scheimpflug) ทำให้ได้ภาพที่คมชัดแม้กับวัตถุที่ไม่ใช่ระนาบ1) หลักการนี้ช่วยให้ถ่ายภาพตัดขวางของกระจกตาด้วยแสงกรีดโดยไม่บิดเบือน
โดยการรวมการวิเคราะห์รูปร่างกระจกตาและการวิเคราะห์ความคลาดเคลื่อนของคลื่น ทำให้สามารถประเมินความคลาดเคลื่อนลำดับสูง (เช่น ความคลาดเคลื่อนแบบดาวหางและความคลาดเคลื่อนทรงกลม) นอกเหนือจากความคลาดเคลื่อนทรงกลมและทรงกระบอก (ความคลาดเคลื่อนลำดับที่สอง) ได้ในเชิงปริมาณ ความคลาดเคลื่อนถูกกระจายโดยใช้พหุนามเซอร์นิเกและวัดเป็นค่า RMS (รากที่สองของค่าเฉลี่ยกำลังสอง) ในโรคกระจกตารูปกรวย การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของความคลาดเคลื่อนแบบดาวหางแนวตั้งเป็นลักษณะเฉพาะ6) อุปกรณ์บางชนิดสามารถวิเคราะห์แผนที่และความคลาดเคลื่อนพร้อมกันได้1)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีอุปกรณ์แบบผสมผสานที่รวมการทำแผนที่/การถ่ายภาพตัดขวางเข้ากับการวัดทางชีวภาพ (ความยาวแกนตา ความลึกช่องหน้าม่านตา ฯลฯ) เกิดขึ้น1) แนวคิดของกำลังหักเหรวมของกระจกตา (Total Corneal Refractive Power) ถูกเสนอในการคำนวณกำลังของเลนส์แก้วตาเทียม และคาดว่าจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคำนวณกำลังในการผ่าตัดต้อกระจก โดยเฉพาะหลังการผ่าตัดแก้ไขสายตาผิดปกติ1)
การตัดเนื้อเยื่อแบบกำหนดเองตามข้อมูลภูมิประเทศได้แพร่หลายในการผ่าตัดแก้ไขสายตา ข้อมูลพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตาที่ได้จาก Topolyzer Vario จะกำหนดรูปแบบการยิงเลเซอร์สำหรับการผ่าตัด CONTOURA โดยตรง 2) มีการเสนอโนโมแกรม 3Z เพื่อจัดการกับความไม่สอดคล้องระหว่างค่าเอียงจากตรวจวัดสายตาแบบอัตนัยและค่าภูมิประเทศ 2) มีรายงานการใช้ PTK ร่วมกับ PRK นำทางด้วยภูมิประเทศสำหรับแผลเป็นที่กระจกตาด้วย
Belin-Ambrosio enhanced ectasia display รวมโปรไฟล์ความหนากระจกตาเชิงพื้นที่ (CTSP) และเปอร์เซ็นต์การเพิ่มความหนา (PTI) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการตรวจหาโรคกระจกตารูปกรวยที่แฝงอยู่ 5) ดัชนีการตรวจตัดขวางและชีวกลศาสตร์ (TBI) ร่วมกับ Corvis ST ช่วยให้การคัดกรองครอบคลุมโดยพิจารณาชีวกลศาสตร์ของกระจกตาด้วย 5) รายงานโรคกระจกตารูปกรวยบริเวณขมับ (temporal keratoconus) เป็นกรณีผิดปกติ 3) ชี้ให้เห็นความสำคัญของการประเมินหลายมุมรวมถึงอัตราส่วน T-N นอกเหนือจากอัตราส่วน I-S มาตรฐาน
ในการประเมินสายตาเอียงไม่สม่ำเสมอจากสิ่งแทรกซึมใต้เยื่อบุผิว (SEI) หลังการติดเชื้ออะดีโนไวรัส มีรายงานว่าภาพวงแหวน Placido (ภาพ Meyer) ตรวจจับความไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวได้ไวกว่าแผนที่สี SS-OCT 4) การถ่ายภาพวงแหวน Placido ตามลำดับเวลายังมีประโยชน์ในการติดตามการรักษาด้วยยาหยอดตา tacrolimus 4) แม้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอุปกรณ์ขั้นสูง การประเมินเชิงคุณภาพของภาพวงแหวน Placido อาจเป็นเครื่องมือคัดกรองที่ง่ายและมีประสิทธิภาพสำหรับความผิดปกติของพื้นผิวกระจกตา
ใช่ ภูมิประเทศของกระจกตาเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับการคัดกรองโรคกระจกตารูปกรวยระยะแรก แม้ในระยะแรกของโรคกระจกตารูปกรวยที่ดูปกติในการตรวจด้วยกล้อง slit-lamp ภูมิประเทศสามารถตรวจพบรูปแบบลักษณะเฉพาะ เช่น ความชันด้านล่าง นอกจากนี้ การใช้การตรวจตัดขวาง (เช่น Pentacam) ร่วมกันช่วยให้ประเมินการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวด้านหลังของกระจกตาและการแสดงผล Belin-Ambrosio ได้อย่างครอบคลุม ซึ่งช่วยเพิ่มการตรวจพบระยะแรก
- 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.
