Đo chiều dài trục quang học (đo sinh trắc quang học) là một xét nghiệm sử dụng hiện tượng giao thoa ánh sáng để đo chiều dài trục, độ cong giác mạc, độ sâu tiền phòng, độ dày thể thủy tinh, v.v., thu thập dữ liệu sinh trắc của mắt một cách không xâm lấn.
Hầu hết các thiết bị đều được trang bị SS-OCT (Chụp cắt lớp quang học nguồn quét), cho phép đo chính xác và có độ lặp lại cao một cách dễ dàng. Các ứng dụng chính không chỉ bao gồm tính toán công suất thủy tinh thể nhân tạo (IOL) mà còn thu thập giá trị hiệu chỉnh trục để phân tích OCT glôcôm ở mắt có trục dài, kiểm tra trước phẫu thuật khúc xạ, và theo dõi điều trị kiểm soát cận thị bằng atropin nồng độ thấp.
Khi Harold Ridley thực hiện ca cấy ghép IOL đầu tiên vào năm 1949, bệnh nhân đã bị sai lệch khúc xạ khoảng 20 D. Vào cuối những năm 1960, việc ước tính công suất IOL bằng công thức vergence đã được thực hiện, trở thành điểm khởi đầu của các phương pháp tính toán hiện đại 1). Vào những năm 1970, phương pháp siêu âm chế độ A được thiết lập, sau đó máy IOL Master sử dụng phương pháp giao thoa kết hợp từng phần (PCI) ra đời, tiêu chuẩn hóa đo đạc quang học. Trong những năm gần đây, các thiết bị thế hệ thứ ba với SS-OCT đã trở nên phổ biến, đạt được độ chính xác cao hơn nữa.
Đo chiều dài trục (AL), công suất khúc xạ giác mạc (giá trị K), độ sâu tiền phòng (ACD), độ dày thể thủy tinh (LT) và đường kính giác mạc (đường kính rìa trắng: WTW). Từ các thông số này, vị trí thủy tinh thể hiệu dụng (ELP) được dự đoán để tính công suất IOL cần thiết. Một số thiết bị cũng có thể đo độ dày giác mạc trung tâm (CCT).
| Thông số | Viết tắt | Giá trị bình thường tham khảo | Ý nghĩa trong tính toán IOL |
|---|---|---|---|
| Chiều dài trục | AL | 22–25 mm (trung bình chính thị khoảng 24 mm) | Quan trọng nhất. Sai số 1 mm ảnh hưởng khoảng 2,5–3 D |
| Độ cong giác mạc | Giá trị K | Mặt trước trung bình 7,5 mm (khoảng 44 D) | Quan trọng thứ hai. Sai số 1 D phản ánh gần như 1:1 |
| Độ sâu tiền phòng | ACD | 3-4 mm ở mắt chính thị | Cần thiết để dự đoán ELP |
| Độ dày thể thủy tinh | LT | Khoảng 4-5 mm | Biến số bổ sung trong công thức thế hệ mới |
| Đường kính giác mạc | WTW | Khoảng 11-12 mm | Được sử dụng để dự đoán ELP và chọn kích thước IOL |
| Độ dày giác mạc trung tâm | CCT | Khoảng 530-550 μm | Tùy theo máy (dùng để đánh giá glôcôm, v.v.) |
IOL Master 700 (Carl Zeiss Meditec)
Phương pháp đo: SS-OCT (bước sóng 1050 nm)
Đặc điểm: Tích hợp với hệ thống hỗ trợ phẫu thuật đục thủy tinh thể “CALLISTO eye”. Cung cấp hướng dẫn định tâm cho IOL toric và đa tiêu.
Điểm mạnh: Khả năng xử lý các trường hợp đục thủy tinh thể nặng và viêm màng bồ đào sau. Với công nghệ Swept Source, có thể đo được nhiều mắt đục thủy tinh thể hơn so với PCI thế hệ trước3).
ARGOS (Alcon Nhật Bản)
Phương pháp đo: Trang bị SS-OCT
Đặc điểm: Tích hợp với hệ thống căn chỉnh trục loạn thị “VERION”. Thực hiện đo chiều dài trục phân đoạn (áp dụng chỉ số khúc xạ riêng cho từng đoạn).
Điểm mạnh: Dự kiến cải thiện độ chính xác tính toán ở mắt dài và mắt ngắn thông qua hiệu chỉnh phân đoạn. Cải thiện quản lý trục loạn thị trong phẫu thuật nhờ tích hợp VERION.
Phép đo sinh học quang học đã được chứng minh là cung cấp kết quả chính xác hơn đáng kể và không phụ thuộc vào người dùng so với phương pháp siêu âm A-mode3).
Khi sử dụng IOLMaster, nên sử dụng các giá trị đo có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) ≥ 5. Khi sử dụng máy đo sinh học quang học, hãy sử dụng hằng số IOL chuyên dụng cho quang học. Hằng số A do nhà sản xuất IOL cung cấp chỉ là giá trị khuyến nghị; việc tối ưu hóa dựa trên kinh nghiệm của phẫu thuật viên hoặc sử dụng cơ sở dữ liệu ULIB (User Group for Laser Interference Biometry) là hữu ích3). Đo và so sánh chiều dài trục của cả hai mắt giúp phát hiện sớm sai số đo.
Trong các trường hợp sau, tín hiệu không thể thu được đầy đủ, do đó việc đo quang học trở nên khó khăn hoặc không thể thực hiện được.
Trong những trường hợp này, sử dụng siêu âm sinh trắc học mode A. Hướng dẫn ESCRS khuyến cáo sử dụng siêu âm sinh trắc học khi đo quang học không áp dụng được cho đục thủy tinh thể chín hoặc nặng 1).
Trong trường hợp đục thủy tinh thể dày đặc hoặc mắt khó cố định, đo quang học có thể khó khăn. Giải pháp thay thế là siêu âm sinh trắc học mode A, và phương pháp ngâm (immersion) được khuyến cáo hơn phương pháp tiếp xúc (applanation) vì giảm sai số do nén. Một số báo cáo cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa A-scan ngâm do người thực hiện có kinh nghiệm và đo quang học 1).
| Mục | Quang học (SS-OCT/PCI) | Siêu âm mode A (ngâm) | Siêu âm mode A (tiếp xúc) |
|---|---|---|---|
| Nguyên lý | Giao thoa ánh sáng (bước sóng 1.050-1.310 nm) | Đo thời gian truyền sóng âm | Đo thời gian truyền sóng âm |
| Tiếp xúc | Không tiếp xúc | Không tiếp xúc (đầu dò ngâm) | Tiếp xúc (ép giác mạc) |
| Sai số AL | 0,01–0,02 mm | Tương đương quang học (chuyên gia) | 0,1–0,2 mm (có sai số do ép) |
| Phụ thuộc người dùng | Thấp | Trung bình | Cao |
| Xử lý đục thủy tinh thể trưởng thành | Khó đến không thể | Có thể | Có thể |
| Nguy cơ nhiễm trùng | Không có | Thấp (có thể xử lý bằng khử trùng) | Có (qua tiếp xúc) |
Điểm mạnh:
Hạn chế:
Trong phương pháp siêu âm, tốc độ âm thanh trong môi trường liên quan trực tiếp đến độ chính xác của phép đo.
Phương pháp tiếp xúc (applanation) ép lên giác mạc, làm chiều dài trục bị rút ngắn nhân tạo. Trong phương pháp ngâm (immersion), đầu dò không chạm trực tiếp vào giác mạc, tránh được sai số do ép, nhưng cần kiểm soát căn chỉnh. Có báo cáo cho thấy phương pháp ngâm do bác sĩ phẫu thuật giàu kinh nghiệm thực hiện không có sự khác biệt thống kê đáng kể so với phương pháp quang học1).
Các công thức tính công suất thấu kính nội nhãn đã phát triển qua nhiều thế hệ, và các công thức thế hệ mới như Barrett Universal II, Kane và Hill-RBF cho thấy độ chính xác dự đoán cao. Các đặc điểm chính của từng công thức như sau3).
| Phân loại Công thức | Công thức Đại diện | Biến số Bổ sung | Chỉ định |
|---|---|---|---|
| Thế hệ thứ 3 (Thế hệ cũ) | SRK/T · Holladay I · Hoffer Q | Không có / ACD | Mắt bình thường (hiện khuyến nghị thế hệ mới) |
| Thế hệ thứ 4 | Barrett Universal II · Haigis | ACD · LT · WTW | Tốt trên toàn bộ dải chiều dài trục |
| AI · Hồi quy kết hợp | Kane · Hill-RBF · Pearl-DGS | ACD · LT · WTW | Cải thiện độ chính xác đặc biệt ở các mắt có chiều dài trục bất thường |
Các công thức hồi quy thế hệ cũ (như SRK-II, SRK, Binkhorst) không còn được khuyến cáo sử dụng 5). Các công thức thế hệ mới (như Barrett Universal II) đã được báo cáo cải thiện độ chính xác, đặc biệt ở các mắt có chiều dài trục bất thường 4).
Ở mắt sau phẫu thuật khúc xạ, tỷ lệ độ cong trước-sau của giác mạc thay đổi, gây ra sai số hệ thống trong các công thức thông thường. Cần có các phương pháp tính toán chuyên biệt như máy tính trực tuyến ASCRS, công thức Barrett True-K và công thức Haigis-L 1).
IOL loạn thị được chỉ định khi loạn thị giác mạc ≥2 D (cùng chiều) hoặc ≥1,5 D (ngược chiều). Khuyến cáo sử dụng các công thức Haigis-T, Barrett Toric hoặc Kane Toric 3).
Ở mắt chứa dầu silicone, đo sinh trắc quang học là chính xác nhất. Vì dầu silicone hoạt động như một thấu kính âm, cần điều chỉnh công suất IOL thêm 3–5 D 1).
Phẫu thuật khúc xạ (LASIK, PRK, RK) làm thay đổi tỷ lệ độ cong trước-sau của giác mạc. Máy đo độ cong giác mạc chỉ ước tính độ cong sau từ độ cong trước, do đó đánh giá quá cao công suất giác mạc ở mắt sau phẫu thuật. Ngoài ra, nhiều công thức IOL dự đoán ELP từ chiều dài trục và công suất giác mạc, nhưng mối quan hệ này thay đổi sau phẫu thuật khúc xạ, gây ra sai số trong công thức. Khuyến cáo sử dụng các phương pháp tính toán chuyên biệt (như máy tính trực tuyến ASCRS) 1).
SS-OCT (Chụp cắt lớp quang học nguồn quét) đo từng mặt phân cách của mắt với độ chính xác cao dựa trên nguyên lý sau.
Nguyên lý đo quang học thế hệ đầu tiên được IOL Master 500 áp dụng. Sử dụng mẫu giao thoa chùm tia kép để đo chiều dài trục. So với SS-OCT, khả năng xuyên thấu thấp hơn và thường không đo được ở mắt đục thủy tinh thể nặng.
Các phương pháp quang học thông thường áp dụng một chiết suất đồng nhất cho toàn bộ mắt, do đó ở mắt cận thị nặng (AL ≥ 25 mm) dễ bị đánh giá quá cao. Phương pháp “đo chiều dài trục phân đoạn” do ARGOS thực hiện áp dụng chiết suất riêng cho từng phân đoạn (thủy dịch, thủy tinh thể, dịch kính). Ở mắt dài, giá trị hiển thị nhỏ hơn khoảng 0,50 mm so với phương pháp thông thường, và sự cải thiện về MAE (Sai số tuyệt đối trung bình) đã được báo cáo trong nhiều công thức. Tuy nhiên, bằng chứng cho phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn tích lũy, và các nghiên cứu lâm sàng trong tương lai đang được chờ đợi.
Các công thức dựa trên AI như Hill-RBF (nhận dạng mẫu bằng trí tuệ nhân tạo), Kane và Pearl-DGS đã cho thấy sự cải thiện về độ chính xác4). Suzuki và cộng sự (2025) đã thực hiện đánh giá hồi cứu trên 80 mắt cận thị trục nặng (chiều dài trục ≥30,0 mm) và báo cáo rằng công thức Kane và Hill-RBF cho thấy sai số tuyệt đối trung bình (MAE) thấp hơn đáng kể so với công thức SRK/T truyền thống7).
Tỷ lệ trong vòng ±0,5D: SRK/T 26,3%, Barrett Universal II 45,0%, Hill-RBF 55,0%, Kane 65,0%. Ở phân nhóm có chiều dài trục ≥32 mm, Hill-RBF MAE 0,49D và Kane MAE 0,44D là tốt nhất7).
Ray tracing dựa trên dữ liệu OCT đoạn trước (Anterion-OKULIX) được báo cáo là có sai số dự đoán số học thấp hơn đáng kể (−0,13D so với −0,32D) so với công thức Barrett True K no-history trên mắt sau phẫu thuật LVC cận thị6). Lợi thế lý thuyết được kỳ vọng trên mắt sau phẫu thuật khúc xạ do sử dụng trực tiếp dữ liệu hình dạng giác mạc toàn bộ.
Đo quang sai sóng trong phẫu thuật sử dụng máy phân tích khúc xạ Optiwave và các thiết bị khác đang được chú ý như một phương tiện bổ sung cho sinh trắc học trước phẫu thuật. Có báo cáo rằng kết quả sau phẫu thuật trong phẫu thuật đục thủy tinh thể thông thường ở người lớn tương đương với sinh trắc học truyền thống, và có khả năng cho phép điều chỉnh sai số khúc xạ trong phẫu thuật2).
Đo chiều dài trục thường xuyên bằng máy sinh trắc quang học được áp dụng để đánh giá hiệu quả của các liệu pháp ức chế cận thị như nhỏ atropin nồng độ thấp và chỉnh hình giác mạc. Theo dõi chiều dài trục mỗi 6 tháng đến 1 năm cho phép đánh giá khách quan hiệu quả điều trị. Khoảng cách đo và ngưỡng cụ thể đang chờ xây dựng hướng dẫn trong tương lai.
