Srovnání měření tloušťky a zakřivení rohovky pomocí Scheimpflugovy kamery, laserové interferometrie, automatické keratometrie a ultrazvukové pachymetrie

Overview

Úvod:
Cílem naší práce bylo srovnat výsledky pachymetrie a keratometrie rohovky na třech různých oftalmologických přístrojích s touto funkcí a zjistit, zda jsou tyto přístroje v praxi vzájemně zastupitelné.

Metodika:
Do studovaného souboru bylo zařazeno 43 zdravých osob s normálním očním nálezem (29 žen a 14 mužů, průměrný věk 25 let ± 3,5). Centrální tloušťka rohovky (CCT) byla měřena na přístroji Pentacam HR, Allegro BioGraph a pomocí ultrazvukové pachymetrie na přístroji OcuScan RxP. Zakřivení rohovky ve dvou hlavních meridiánech (K1, K2) bylo měřeno na přístrojích Pentacam HR, Allegro BioGraph a pomocí automatického keratometru.

Výsledky:
Průměrný rozdíl v hodnotě K1 mezi Biographeem a autokeratometrem byl 0,01 ± 0,31 D, mezi BioGraphem a Pentacamem 0,06 ± 0,23 D a mezi autokeratometrem a Pentacamem 0,05 ± 0,34 D. Průměrný rozdíl v hodnotě K2 mezi BioGraphem a autokeratometrem byl 0,29 ± 0,45 D, mezi BioGraphem a Pentacamem 0,11 ± 0,28 D a mezi autokeratometrem a Pentacamem 0,19 ± 0,44 D. Zjištěné rozdíly v keratometrii byly ve všech případech statisticky významné (p < 0,05). Průměrný rozdíl v CCT mezi BioGraphem a ultrazvukem byl 4,57 ± 7,84 μm, mezi BioGraphem a Pentacamem 4,33 ± 7,55 μm a mezi ultrazvukem a Pentacamem 8,90 ± 7,49 μm. Rozdíly v tloušťce rohovky byly rovněž statisticky významné (p < 0,05).

Závěr:
Podle našich výsledků se mohou hodnoty keratometrie a CCT mezi testovanými přístroji významně lišit a nejsou tedy v praxi vzájemně zastupitelné.

Klíčová slova:
keratometrie, pachymetrie, CCT, Pentacam, BioGraph

Úvod

Měření zakřivení rohovky (keratometrie) a její tloušťky (pachymetrie) je v oftalmologii velmi častým vyšetřením. Keratometrie se rutinně zjišťuje u pacientů před operací katarakty, před refrakčním zákrokem na čočce a na rohovce nebo u pacientů s keratokonem. Pachymetrie je také součástí vyšetření před laserovým refrakčním zákrokem na rohovce a v posledních letech se stala nezbytnou součástí diagnostiky glaukomu.

Pokroky v přístrojovém vybavení oftalmologických pracovišť umožňují vyšetřit oba parametry pomocí různých přístrojů, které však většinou využívají různé fyzikální principy měření. V případě keratometrie lze například využít rohovkový topograf, rotační Scheimpflugovu kameru, automatickou keratometrii, laserovou interferometrii nebo optickou koherenční tomografii. Zcela přesné zmapování rohovkových aberací umožňuje wavefront analýza. V případě pachymetrie je zásadní rozlišení na metody kontaktní (ultrazvuková pachymetrie) a bezkontaktní (optická pachymetrie).

U řady pacientů je potřeba provést vyšetření zakřivení a tloušťky rohovky opakovaně. Zejména u pacientů před operačním zákrokem na čočce nebo rohovce bychom se měli snažit eliminovat jakoukoli chybu měření. Cílem naší práce bylo srovnat výsledky pachymetrie a keratometrie rohovky na třech různých oftalmologických přístrojích s touto funkcí a zjistit, zda jsou tyto přístroje v praxi vzájemně zastupitelné.

Metodika

Do studovaného souboru bylo zařazeno 43 zdravých osob s normálním očním nálezem (29 žen a 14 mužů, průměrný věk 25 let ± 3,5). Keratometrie a pachymetrie byla u všech osob ve studovaném souboru vyšetřena na třech různých přístrojích s touto funkcí. Všechna vyšetření byla provedena stejným lékařem (P.P.).

Centrální tloušťka rohovky (CCT) byla měřena na přístroji Pentacam HR, Allegro BioGraph a pomocí ultrazvukové pachymetrie na přístroji OcuScan RxP. Zakřivení rohovky ve dvou hlavních meridiánech (K1, K2) bylo měřeno na přístroji Pentacam HR, Allegro BioGraph a pomocí automatického keratometru. Jednotlivé přístroje se liší fyzikálním principem, vlnovou délkou emitovaného záření nebo parametry snímané oblasti. S výjimkou UZ pachymetrie jsou všechna měření na testovaných přístrojích prováděna bezkontaktně.

Přístroj Allegro BioGraph pracuje na principu laserové interferometrie. Pro měření pachymetrie používá světlo o vlnové délce 820 nm, tloušťka rohovky je měřena v ose fixace pacienta na fixační světlo. Pro vyšetření keratometrie je používáno světlo o vlnové délce 950 nm, keratometrie je počítána na základě odrazu 32 světelných bodů uspořádaných ve 2 kruzích, kdy vnější měřící body jsou od sebe vzdáleny 2,3 mm a vnitřní měřící body 1,65 mm.

Pentacam využívá principu Scheimpflugovy kamery. Pro měření pachymetrie i keratometrie používá světlo o vlnové délce 475 nm a udává tloušťku rohovky ve všech měřených bodech rohovky. Keratometrie se zjišťuje po obvodu pomyslného 3 mm prstence rohovky ve dvou hlavních příčných a navzájem kolmých řezech.

Ultrazvuková pachymetrie představuje kontaktní metodu měření tloušťky rohovky. Sonda se přikládá na střed rohovky. Ultrazvukový impuls vysílaný krystalovým měničem sondy se odráží od přední a zadní plochy rohovky. Při vyšetření je nutné, aby byla sonda přiložena kolmo k povrchu rohovky.

Na autokeratometru je zakřivení rohovky měřeno pomocí 4 paprsků infračerveného světla promítaných na rohovku. Přístroj snímá světlo odražené od rohovky a vypočítává zakřivení rohovky. Keratometrie se zjišťuje v centrální oblasti rohovky o standardním definovaném průměru 3,3 mm.

Do statistického vyhodnocení byly zahrnuty výsledky keratometrie a pachymetrie obou očí všech pacientů ve studovaném souboru (n = 86). Hodnoty zakřivení rohovky v obou hlavních meridiánech (K1, K2) a její tloušťky získané měřením na různých přístrojích byly mezi sebou porovnány pomocí párového neparametrického Wilcoxonova testu.

Výsledky

Průměrné hodnoty zakřivení rohovky ve studovaném souboru vyšetřené na Pentacamu, Biographu a automatickém keratometru jsou shrnuty v tabulce a grafu 1 a 2. Průměrné hodnoty centrální tloušťky rohovky ve studovaném souboru měřené pomocí ultrazvukové pachymetrie, Pentacamu a BioGraphu jsou shrnuty v tabulce a grafu 3.

Průměrný rozdíl v hodnotě K1 mezi BioGraphem a autokeratometrem byl 0,01 ± 0,31 D, mezi BioGraphem a Pentacamem 0,06 ± 0,23 D a mezi autokeratometrem a Pentacamem 0,05 ± 0,34 D. Průměrný rozdíl v hodnotě K2 mezi BioGraphem a autokeratometrem byl 0,29 ± 0,45 D, mezi BioGraphem a Pentacamem 0,11 ± 0,28 D a mezi autokeratometrem a Pentacamem 0,19 ± 0,44 D. Zjištěné rozdíly v keratometrii byly ve všech případech statisticky významné (p < 0,01).

Průměrný rozdíl v CCT mezi BioGraphem a ultrazvukem byl 4,57 ± 7,84 mmmm, mezi BioGraphem a Pentacamem 4,33 ± 7,55 mmmm a mezi ultrazvukem a Pentacamem 8,90 ± 7,49 mmmm. Rozdíly v tloušťce rohovky byly rovněž statisticky významné (p < 0,01).

Diskuse

Měření keratomerie a pachymetrie rohovky je důležité pro refrakční a kataraktovou chirurgii, diagnostiku a hodnocení progrese keratokonu nebo pro diagnostiku glaukomu. Chyba měření může být obecně způsobena lidským faktorem nebo samotným přístrojem. Zejména v případě refrakčních pacientů je žádoucí oba tyto faktory co nejvíce omezit, abychom dosáhli co nejlepšího výsledku refrakčního zákroku.

V naší studii byly rozdíly v hodnotách keratometre a pachymetrie z různých přístrojů statisticky významné. Tyto rozdíly mohou mít několik příčin. Může záležet například na tom, zda se jedná o metodu kontaktní nebo bezkontaktní, jaký je charakter použitého záření a jeho vlnová délka, jak je definovaná oblast, ve které měření probíhá, kde je odrazová plocha emitovaného záření a na jakém principu k odrazu dochází. Důležité může být i to, zda přístroj při měření zahrne slzný film.

Nejnižší hodnoty CCT byly opakovaně zjištěny při kontaktním vyšetření pomocí ultrazvuku. Ke stejnému výsledku dospěli i autoři jiných studií. Například Módis a kol. srovnávali CCT měřenou dvěma nezávislými pozorovateli pomocí Pentacamu HR a ultrazvukové pachymetrie u 46 zdravých osob. Hodnoty CCT z vyšetření na Pentacamu byly u obou vyšetřujících osob významně vyšší (572 ± 33 a 575 ± 31 mmmm) než při měření UZ pachymetrií (546 ± 27 a 548 ± 28 mmmm) (P < 0,0001) [5].

Lee a kol. ve své publikaci srovnávali u 104 pacientů centrální tloušťku rohovky při vyšetření na Tonopachy, Pentacamu a ultrazvukovémm pachymetru. Rozdíly v CCT mezi jednotlivými přístroji byly statisticky významné (p < 0,0001). Hodnoty CCT měřené pomocí ultrazvukové pachymetrie byly opět opakovaně nižší než z jiných přístrojů (541,7 ± 30,6 μm). Rozdíly v CCT zjištěné pomocí Tonopachy a Pentacamu byly menší (557,3 ± 34,3 a 558,0 ± 33,7 μm) [4] , stále však statisticky významné.

Rozdíly v tloušťce rohovky na Pentacamu a UZ pachymetru mohou být způsobeny odlišným principem měření obou metod. Pentacam měří CCT bezkontaktně, při UZ pachymetrii je nutný kontakt UZ sondy s rohovkou pacienta. Ultrazvuková pachymetrie zjišťuje časový interval mezi odrazy (echy) zvukových vln od přední a zadní plochy rohovky. Nicméně přesné místo odrazu od zadní plochy rohovky není známo a je tedy možné, že se nachází až mezi Descemetskou membránou a přední komorou. Pentacam naproti tomu měří tloušťku rohovky pomocí monochromatického paprsku modrého světla o vlnové délce 475 nm, které se odráží od jednotlivých rozhraní na základě rozdílného indexu lomu vzduchu, rohovky a komorové tekutiny. Podle výrobce Pentacamu nemá slzný film vliv na měření tloušťky rohovky. V případě UZ bylo naproti tomu prokázáno, že UZ sonda může snadno překonat 7 až 40 μm tlustý slzný film a dokonce komprimovat epitel rohovky [6].

Přestože se zdá být vysvětlení pro nižší hodnoty UZ pachymetrie jasné, existují také studie, které referují o opačných výsledcích. Například Hashemi a kol. porovnávali u 47 pacientů tloušťku rohovky v centru, na vrcholu a v jejím nejtenčím bodě z vyšetření na přístrojích PARK1, Pentacamu a ultrazvukovém pachymetru. Narozdíl od předchozích studií byly hodnoty CCT měřené ultrazvukem významně vyšší než hodnoty měřené Pentacamem (průměrný rozdíl 5,54 ± 8 μm) [3].Vysvětlení tohoto nálezu zatím není jasné.

Většina studií se tedy zabývá srovnáním měření CCT pomocí Pentacamu a UZ pachymetrie. O vyšetření pachymetrie pomocí laserové interferometrie (v naší studii na přístroji Allegro Biograph) mnoho studií není, přestože představuje poměrně jednoduchou bezkontaktní metodu měření CCT. Beutelspacher a kol. srovnávali retrospektivně CCT měřenou pomocí optické reflektometrie a ultrazvuku u 50 pacientů a zjistili mezi oběma velmi dobrou korelaci výsledků (korelační koeficient r = 0,929) [1]. Další studie na toto téma by byly jistě přínosné.

Keratometie byla v naší studii vyšetřována vždy bezkontaktně. Spíše než mechanickými faktory by zjištěné rozdíly mezi přístroji měly být v tomto případě připisovány spíše odlišenostem v technice měření, jako je jiná vlnová délka použitého záření a nebo jiná velikost definované plochy rohovky, z které je keratometrie snímána.

Stejně jako v naší studii zjistili významný rozdíl mezi keratometrií měřené na Pentacamu a autokeratometru například Elbaz a kol., kteří srovnávali keratometrii měřenou Pentacamem, autokeratometrem (AK) a IOL Masterem u 22 očí zdravých osob. Rozdíly v keratometrii mezi Pentacamem vs. AK, Pentacamem vs. IOL Masterem a AK vs. IOL Masterem byly -0,046 D, -0,471 D a -0,424 D. Keratometrie na IOL Masteru se statisticky významně lišila od hodnot na Pentacamu (P < 0,01) i AK (P < 0,01) [2]. Autoři studie vysvětlují zjištěný rozdíl tím, že v algoritmu Pentacamu je přímo zahrnuto zadní zakřivení rohovky, zatímco IOL Master a AK počítají poloměr zadní plochy rohovky jako přibližně 82,2 % poloměru přední plochy rohovky a index lomu rohovky je tedy 1,3375. Jako další možnou příčinu zjištěného rozdílu uvádí odlišný průměr snímané oblasti rohovky jednotlivými přístroji.

Zakřivení rohovky z měření na Pentacamu a OPD Scanu (Optical Path Difference – kombinuje topografii, wavefront analýzu, autorefraktometrii, keratometrii a pupilometrii a umožňuje přesnou a spolehlivou analýzu aberací rohovky) srovnával ve studovaném souboru 117 očí Refai a kol. Narozdíl od předchozích publikací však žádné významné rozdíly v zakřivení rohovky nezjistili [7].

Závěr

Hodnoty keratometrie a centrální tloušťky rohovky měřené na několika přístrojích s touto funkcí byly v naší studii statisticky významně rozdílné. Podle našich výsledků nejsou testované přístroje v praxi vzájemně zastupitelné a opakovaná vyšetření obou parametrů by měla být prováděna vždy na stejném přístroji. Vyšetřující lékař by si měl uvědomovat rozdíly v metodologii jednotlivých technik a použít u daného pacienta pokud možno vždy stejný přístroj.

Do redakce doručeno dne 24. 2. 2012

Do tisku přijato dne 20. 6. 2012

MUDr. Petra Pašová

Oční centrum Palánek, s.r.o.

Palánek 1

682 01 Vyškov

e-mail: pasova.petra@gmail.com