Základy kontaktologické praxe Vyšetření zakřivení rohovky HLAVNÍ BODY HLAVNÍ BODY Keratometrie a keratoskopie jsou důležité nejenom v tom, aby nám pomohly určit správné posazení kontaktních čoček, a to zejména u tvrdých čoček, ale ještě větší význam mají pro sledování rohovkové topografie v souvislosti s nošením kontaktních čoček. Zraková ostrost a/nebo korekce refrakční vady jsou výrazně ovlivněny pouze relativně malými změnami v topografii rohovky, a proto je důležité používat citlivou a přesnou metodu měření. Pro přesné měření je nutné přístroje pravidelně zaostřovat a kalibrovat. Také pacienti se musí během vyšetření cítit pohodlně a uvolněně za účelem zajištění pevné fixace. V počátcích aplikací tvrdých kontaktních čoček existoval nedostatek znalostí charakteru zakřivení rohovky, což byl jeden z největších omezujících faktorů pro pohodlné nošení kontaktních čoček. Dnes již disponujeme hlubšími znalostmi charakteru rohovkové topografie. Zároveň se zlepšila naše znalost interakce mezi zadním povrchem kontaktní čočky a předním povrchem rohovky, což vedlo k pokrokům v designu kontaktních čoček. 1
Vyšetření zakřivení rohovky Moderní tvrdé plynopropustné čočky jsou navrženy se záměrem usnadnění jejich aplikace, zatímco aplikace moderních měkkých kontaktních čoček je z velké části nezávislá na zakřivení rohovky. Tyto faktory však neznamenají, že v kontaktologické praxi již není zapotřebí vyhodnocovat zakřivení rohovky. Vyhodnotit zakřivení rohovky je důležité nejen v předběžných fázích aplikace kontaktních čoček, ale také při průběžném sledování působení kontaktní čočky na oko. Záznam přesného zakřivení rohovky (keratometrické údaje) bezprostředně před nasazením čočky na oko je kriticky důležitým vstupním měřením kontaktologické praxe. Jemné změny profilu rohovky způsobené kontaktními čočkami nebo patologií mohou být hlavními indikátory blížících se komplikací. Je důležité zaznamenávat nejen samotné naměřené hodnoty, ale také současně vyhodnocovat kvalitu povrchu rohovky. Tabulka 1 ukazuje interval naměřených keratometrických údajů u normální populace. 1,2 Nejběžnější metodou vyšetření zakřivení rorhovky v kontaktologické praxi je nadále keratometrie. Avšak v posledních letech se stále více používají propracovanější přístroje sloužící k analýze a mapování rohovky, jejichž plné použití je nad rámec tématu tohoto článku. Odborníci by si měli být vědomi toho, že keratometrická měření poskytují pouze omezené informace o profilu rohovky, a že je třeba tyto informace doplňovat i dalšími měřeními a pozorováními. Velikost rohovky se snadno odhaduje za použití milimetrového pravítka nebo měřicí mřížky na štěrbinové lampě. Pozorování vzorců fluoresceinu pod velkými sférickými RGP čočkami známé specifikace může také poskytnout přibližnou představu o celkovém tvaru rohovky. Je nutné mít na paměti, že rohovka je hlavním refrakčním povrchem oka, který zodpovídá za dvě třetiny celkové dioptrické hodnoty. Zrakovou ostrost a/nebo korekci refrakce lze výrazně měnit pouze relativně malými změnami v topografii rohovky, a proto je důležité používat citlivou a přesnou metodu měření. OBRÁZEK 1 OBRÁZEK 1 Optický princip keratometrie: h1 = vzdálenost mezi odraženými obrazy; h2 = výška obrazu (změřeno za použití optického zdvojení); r = poloměr rohovky 2
Základy kontaktologické praxe Tento článek popisuje rutinní vyšetření zakřivení rohovky v kontaktologické praxi. (a) (b) OBRÁZEK 2 OBRÁZEK 2 Keratometrické obrazy podle Bausch & Lomb: (a) vychýlení a nesouosost odražených obrazů (b) zarovnání odražených obrazů Keratometrie přístrojové vybavení Keratometrie funguje na principu zaznamenání velikosti obrazu odraženého od předmětu, jehož velikost je známa. Jelikož je známa velikost předmětu a vzdálenost od obrazu k objektu, lze vypočítat poloměr zakřivení rohovky. V keratometrii je tomu tak, že předmět, který může být tvořen dvěma samostatnými odraženými obrazy nebo dvěma body v určitých vzdálenostech na odraženém obrazu, se odráží od 3,2 mm velké centrální zóny na rohovce (tato přesná vzdálenost závisí na přístroji a velikosti rohovky). Při výpočtu poloměru rohovky se vychází z předpokladu, že je rohovka koulí s indexem lomu 1,3375. Obrázek 1 ukazuje optický princip keratometrie. Měření poloměru rohovky se provádí za použití systému optického zdvojení, kdy pozorovatel musí zarovnat obrazy odražené od rohovky. Zdvojení může být konstantní, jak je tomu například u přístroje od výrobce Javal-Schiotz, nebo variabilní, jak je tomu u přístrojů typu Bausch & Lomb. V případě přístroje s konstantním zdvojením se vzdálenost mezi odraženými obrazy (h1 na obrázku 1) mění mechanicky. Když se tyto obrazy zarovnají do řady, odečte se údaj na stupnici. Použitím těchto přístrojů s konstantním zdvojením se keratometrické údaje získávají podél každého meridiánu ve dvou fázích. V případě přístroje s variabilním zdvojením zůstává velikost předmětu konstantní. Toho dosáhneme použitím hranolů v optice přístroje. Tyto hranoly mohou být uspořádány paralelně, aby vytvořily zdvojení přes dva hlavní meridiány, přičemž údaje o obou meridiánech jsou načteny, jakmile se přístroj dostane do zákrytu. Obrázek 2 ukazuje příklady odražených obrazů v keratometru tohoto typu. Výhodou odražených obrazů v přístroji s variabilním 3
Vyšetření zakřivení rohovky zdvojením je to, že umožňují snadnější vizualizaci roztržení slzného filmu (od něhož se obraz ve skutečnosti odráží) než přístroj se dvěma polohami. Lze říci, že odražené obrazy použité v přístroji s variabilním zdvojením, usnadňují vizualizaci hlavních meridiánů a nabízejí ergonomické výhody oproti dvoupolohovému přístroji. Při výběru přístroje je třeba zohlednit způsob zobrazování hodnot. U některých přístrojů jsou keratometrické hodnoty zobrazovány prostřednictví okuláru, takže je lze odečíst, aniž by bylo zapotřebí oddalovat oko od přístroje. U jiných přístrojů jsou tyto údaje vně přístroje okolo válců, které se používají k posunům odražených obrazů. Osu lze odečíst z vnitřních nebo vnějších značek. U těchto keratometrů musí pozorovatel zarovnat odražené obrazy manuálně. Avšak existují také elektronické keratometry. To jsou obvykle dvoupolohové přístroje, které pomocí servomotorů pohybují zdvojovacím zařízením, dokud nelze zarovnání opticky vyhodnotit za použití světelných a detekovacích diod. Přístroj záznam naměřených údajů vytiskne, přičemž obvykle uvede střední hodnotu tří měření, a může také poskytnout odhad tvaru rohovky tím, že změří poloměr rohovky periferně i centrálně. Některé přístroje kombinují tuto funkci v rámci měření autorefraktorem. Při výběru nového keratometru bychom měli zvážit také možnosti výběru stolu a štěrbinové lampy. Mnohé keratometry lze přizpůsobit tak, že je lze používat se stejnou bradovou opěrkou jako štěrbinovou lampu, přičemž tyto dva přístroje se posunou do příslušné polohy pomocí posuvného stolu. Takovýto systém má ve vyšetřovací místnosti své praktické výhody. Interval keratometrických údajů v populaci 1,2 TABULKA 1 HORIZONTÁLNÍ VERTIKÁLNÍ RASA AUTOŘI OČI STŘEDNÍ HODNOTA SMĚRODATNÁ ODCHYLKA INTERVAL STŘEDNÍ HODNOTA SMĚRODATNÁ ODCHYLKA INTERVAL Běloch Kiely et al 1984 196 7,79 0,26 7,10 až 8,75 7,69 0,28 7,06 až 8,66 Guillon et al 1986 220 7,87 0,25 7,14 až 8,54 7,7 0,27 7,03 až 8,46 Lam & Loran 1991 63 7,98 0,21 7,10 až 8,36 8,03 0,20 7,29 až 8,43 Asiat Lam & Loran 1991 64 7,74 0,24 7,21 až 8,31 7,9 0,23 7,46 až 8,48 4
Základy kontaktologické praxe Technika Péče o pacienta Stejně jako u všech objektivních vyšetření oka, musí být pacient i v tomto případě plně informován o postupu. Při používání keratometrie je třeba pacienta ujistit, že se oka nic nedotkne a tudíž to pro něj nebude nijak nepříjemné. To je obzvláště důležité, neboť jakákoli tendence sevřít oční víčka může změnit profil rohovky. Pacient by měl sedět pohodlně, aby byla fixována brada a čelo v opěrkách. Oči musí hledět rovně dopředu, protože jakýkoli pohled dolů může také změnit profil. Kontaktolog musí zaostřit odražené obrazy v okuláru proti bílému pozadí ještě předtím, než může samotné měření proběhnout. Pokud není přístroj zaostřen, výsledky nebudou přesné. OBRÁZEK 3 Zkreslení odraženého obrazu, ukazující na zprohýbání rohovky v důsledku nošení kontaktních čoček Jakmile je pacient na svém místě a přístroj je řádně nastaven, požádáme pacienta, aby se díval na střed přístroje. Pokud má přístroj zrcadlo, požádáme pacienta, aby se díval na své oko. Je důležité pravidelně kontrolovat, jestli je přístroj správně zkalibrovaný. Toho lze dosáhnout za použití ložisek s ocelovými kuličkami, která mají přesnost ±0,001 mm. Z každé kuličky je nutné odečíst nejméně pět údajů a je třeba použít nejméně tři kuličky různé velikosti, aby bylo možné sestavit kalibrační linii. Pokud chceme změřit poloměry, které jsou strmější nebo plošší než ty, pro které je stroj zkalibrován, bude zapotřebí objektiv + nebo -1,25. Objektiv +1,25D je určen k měření strmější rohovky, je ho tedy často zapotřebí při měření keratokonické rohovky, a -1,25D je zapotřebí pro plošší rohovku. Při použití doplňkového objektivu musí být keratometr zkalibrován za použití ocelových kuliček a je potřeba zanést graf podle aktuálně naměřených hodnot a porovnat ho se zaznamenanými údaji stupnice. Tento postup je však pro běžnou kontaktologickou praxi zcela výjimečný. Technika měření V první fázi provádění měření je třeba zarovnat přístroj podle hlavních meridiánů. Poté lze změřit poloměr rohovky nastavením odražených obrazů tak, jak ukazuje obrázek 2. U dvoupolohového přístroje bude zapotřebí natočit tělo zařízení před každým měřením. V ideálním případě bychom měli údaj odečíst třikrát a použít jeho mediánovou hodnotu. Kromě zaznamenání keratometrických údajů by měl kontaktolog také vyhodnotit jasnost odražených obrazů a zaznamenat jakoukoli deformaci (obrázek 3), jak naznačuje tabulka 2. V této fázi můžeme keratometr použít ke změření NIBUT. Automatická keratometrie Při používání automatické keratometrie bychom opět měli zajistit, aby se pacient cítil pohodlně a uvolněně. Přístroj obvykle obsahuje světelnou diodu, na kterou pacient fixuje pohled. Kontaktolog by měl během měření sledovat pacientovo oko pro vyhodnocení fixace pohledu. Většina přístrojů provádí tři měření na každém oku. Je důležité zohlednit každé jednotlivé měření, ale také i průměrnou hodnotu ke kontrole toho, zda nedošlo k naměření chybných údajů kvůli pohybům oka. 5
Vyšetření zakřivení rohovky Periferní keratometrické údaje Mnoho automatických keratometrů měří a zaznamenává periferní keratometrické údaje. Pro měření těchto údajů lze také upravit běžný manuální přístroj, a sice umístěním čtyř fixačních světel okolo objektu a požádáním pacienta, aby se na jednotlivá světla postupně podíval. Přesnost této techniky je limitovaná vzhledem k nesférickému charakteru povrchu rohovky a také kvůli anatomickým odchylkám a odchylkám fixace mezi jednotlivými pacienty a následně naměřenými údaji OBRÁZEK 4 Placido kroužky promítané na rohovku při fotokeratoskopii Keratoskopie přístrojové vybavení Jak již bylo zmíněno, keratometr poskytuje pouze odhad zakřivení rohovky na základě zóny na jejím povrchu o velikosti přibližně 3,2 mm. Keratometr předpokládá, že rohovka je sférická, avšak ona sférická není. Tvar rohovky se často přirovnává ke zploštělé elipse, která se postupně zplošťuje směrem k okraji. Odchylky v zakřivení povrchu rohovky lze přirovnat ke kuželosečce a lze je kvantifikovat výpočtem tvarového faktoru. To lze provést výpočtem údajů o rohovce naměřených v různých bodech na jejím povrchu. Tvarový faktor se pohybuje mezi 0 a 1, kde 1 je dokonalá koule. Tvarový faktor rohovky oka bělocha má střední hodnotu 0,83+0,13 (interval 0,21-1,20) pro ploché meridiány a 0,81+0,16 (interval 0,11-1,16) pro strmé meridiány. Tvarový faktor lze také popsat z hlediska výstřednosti (e), kde tvarový faktor = 1 e 2. Tradiční keratometrie neposkytuje měření tvarového faktoru, takže je zapotřebí zjistit změnu profilu celé rohovky. Technika umožňuje vyhodnotit profil rohovky komplexněji, než by to bylo možné za použití tradiční keratometrie. Keratoskopie zjišťuje přední profil rohovky pozorováním odraženého obrazu předmětu. 3 První keratoskop byl Placidův disk a moderní fotokeratoskopie vychází právě z tohoto principu. Placidův disk je řada osvětlených soustředných kruhů. Tyto kruhy jsou promítány na rohovku a pozorovatel se dívá na jejich odraz, na první katoptrický obraz. Topografie rohovky se vyhodnocuje podle pravidelnosti obrazu. Přestože tato metoda představuje jednoduchý způsob, jak provést přibližné vyšetření jakýchkoli nepravidelností rohovky (obrázek 4), nedokáže poskytnout podrobné kvantifikovatelné vyšetření zakřivení. Jeden z raných pokusů o kvantifikaci profilu rohovky podnikl výrobce Wesley-Jessen za použití foto-elektronického keratoskopu (PEK). Byla pořízena polaroidová fotografie řady soustředných kruhů a byl změřen průměr každého kruhu. Z těchto údajů se vypočítal tvarový faktor. S ohledem na to, že měření nebylo bezprostřední, a vyskytly se zde problémy s reprodukovatelností tvrdých kontaktních čoček objednaných na základě použití tohoto systému, byla jeho využitelnost omezená. 6
Základy kontaktologické praxe OBRÁZEK 5 OBRÁZEK 5 Zaostřovací mechanismus používaný ve fotokeratoskopu V současné době vedly velké pokroky v technologii počítačového zobrazování ke vzkříšení analýzy topografie rohovky. Počítačové systémy pro mapování rohovky poskytly kontaktologům prostředky k prohlížení profilu rohovky s mnohem větší přesností, než tomu bylo dříve. Fotokeratoskopie používá počítačový zobrazovací systém k výpočtu odchylek v obrysech profilu na základě řady kruhů promítaných na rohovku. Obraz z těchto kruhů je zachycen fotoaparátem, který pošle data ke zpracování. Kruhy i fotoaparát jsou připojeny k počítači, který zobrazuje výsledky na obrazovce nebo jako barevný výtisk. Počítačové fotokeratoskopy používají 16 až 25 kruhů promítnutých na rohovku a umožňují analyzovat více než 6 000 datových bodů na povrchu rohovky. Stupnicové hodnocení deformace odraženého obrazu Stupeň 0 Stupeň 1 Stupeň 2 Stupeň 3 Stupeň 4 Čirý odražený obraz Lehká deformace odražených obrazů Mírná deformace: odečtení je možné s určitými potížemi Střední deformace: odečtené hodnoty je obtížné vyhodnotit Hrubá deformace: odečtení hodnot je nemožné TABULKA 2 7
Vyšetření zakřivení rohovky OBRÁZEK 6 OBRÁZEK 6 Schématické vzorce pozorované na barevně odlišených topografických mapách normálních očí dle popisu od Brogan et al 5 První fotokeratoskopy používaly kotouč o průměru 25-35 cm, který promítal kruhy na rohovku. Zaostření se dosáhlo za použití primárního zaostřovacího systému, v němž byl kotouč posouván dopředu, dokud se světlo neodráželo od obou periferních zrcadel (obrázek 5). Pokud se nepodařilo světlo zaostřit tímto způsobem, byl použit sekundární zaostřovací systém, v němž bylo na čtvrtý kruh zaostřeno X. V případě relativně normálních topografií rohovky byl toto přesný zaostřovací systém, avšak v některých případech, například u pacientů po radiální keratotomii (RK), byl systém v polovině případů nezaostřený. Další nevýhodou tohoto systému bylo to, že stíny vrhané nosem nebo obočím narušovaly funkčnost zaostřovacích mechanismů. Technika Mnoho doporučení týkajících se přípravy pacienta na keratometrii, platí také pro keratoskopii. Pacient se musí během měření cítit pohodlně a uvolněně a stejně jako při keratometrii je důležitá fixace. Když měření provedeme mimo osu rohovky, můžeme získat zdání počínajícího keratokonu. Pokud vidíme takovýto obraz v nepřítomnosti jiných příznaků nebo symptomů, měli bychom zopakovat měření předtím, než dospějeme k diagnóze. Prezentace údajů Prezentace údajů získaných z fotokeratoskopie je stále propracovanější a tudíž může snadno dojít k tomu, že impozantní podoba výsledku může zastínit hodnotu získaných údajů. Tyto údaje lze graficky prezentovat různými způsoby4, například v podobě barevných map, fotokeratoskopických obrazů, mřížkových modelů, 3D rekonstrukcí a průřezů to vše je možné. Nejběžnější a nejužitečnější informací je však mapa profilu rohovky, která ukazuje změny v profilu po celém povrchu rohovky. Obrázek 6 obsahuje schématické znázornění vzorců pozorovaných v barevných topografických mapách normálních očí. Mapy profilu rohovky umožňují kontaktologovi, aby získal vizuální představu o tvaru rohovky (obrázky 7 a 8) po chirurgickém zákroku nebo během rozvoje onemocnění postihujícího rohovku, jako je například keratokonus (obrázek 9). 8
Základy kontaktologické praxe OBRÁZEK 7 Barevná topografická mapa normální rohovky (e = 0,45) OBRÁZEK 8 Barevná topografická mapa rohovky vykazující vysoký stupeň astigmatismu OBRÁZEK 9 Barevná topografická mapa keratokonického pacienta OBRÁZEK 10 Barevná topografická mapa ukazující deformaci rohovky následkem nezdařené aplikace RGP čoček Navíc kontaktologovi umožňují přesně lokalizovat osu astigmatismu rohovky a pomáhají rozpoznat příčiny, proč tvrdé kontaktní čočky nesedí dle očekávání (obrázek 10). Poskytnuté informace také zahrnují velikost zorničky a standardní keratometrické údaje, přičemž některé přístroje nyní zaznamenávají i tloušťku rohovky. Některé přístroje jsou vybaveny softwarem, který pomáhá při navrhování a aplikaci RGP čoček. Tyto programy ukáží pomocí fluoresceinu, jak jsou RGP čočky posazené na rohovce, a doporučí navrhované parametry. Dosavadní literatura je nejednoznačná v tom, zda je tato technika lepší než tradiční předaplikační vyšetření. Nepochybnou výhodou videokeratoskopie je však to, že pacientovi je možné ukázat jeho profil rohovky a může tak kontaktologovi pomoci při komunikaci s pacientem. Toto bude mít obzvláště důležitou hodnotu po refrakčním chirurgickém zásahu, pokud se nedaří dosáhnout žádoucí zrakové ostrosti. 9
Vyšetření zakřivení rohovky Poděkování Rádi bychom poděkovali Judith Morrisové a Andrewovi Gassonovi za obrázek 3, Tomovi Lofstromovi za obrázek 4 a Davidovi Rustonovi za obrázky 7, 8, 9 a 10. Shrnutí Poznat, změřit a sledovat profil rohovky je pro kontaktologickou praxi životně důležité. Přestože keratometr poskytuje spolehlivé a přesné vyšetření centrálního zakřivení rohovky, díky nedávným pokrokům v keratoskopii lze získat o profilu rohovky mnohem rozsáhlejší informace. Indikace pro keratometrii Veškerá kontaktologická vyšetření: poskytuje údaje o základním stavu, údaje o zakřivení rohovky v rámci následné péče a údaje o jakýchkoli způsobených změnách Veškerá kontaktologická vyšetření: poskytuje přibližné vyhodnocení deformace rohovky Aplikace RGP čoček: poskytuje údaje, které pomohou s počátečním výběrem čoček Aplikace všech kontaktních čoček: zjišťuje místo s astigmatickým povrchem Měření NIBUT Měření ohybů tvrdých kontaktních čoček Sledování patologických změn rohovky Indikace pro keratoskopii Zjištění profilů nepravidelných rohovek, což pomůže při aplikaci kontaktních čoček Diagnóza a sledování keratokonu nebo jiných patologických změn rohovky Ukázat pacientovi profil rohovky, aby byl informovanější a spokojenější Zjištění zorné osy před zákrokem excimerového laseru Předoperační vyšetření rohovky před chirurgickým zákrokem a pooperační vyšetření. ODKAZY 1. Guillon M, Lydon DPM, Wilson C. Corneal topography: a clinical model. Opthal Physiol Opt, 1986; 6 1:47-56. 2. Lam C and Loran DFC. Videokeratoscopy in contact lens practice. J BCLA, 1991; 14 3:109-114. 3. Fowler C W and Dave T N. Review of past and present techniques of measuring corneal topography. Ophthal Physiol Opt, 1994;14 1:49-58. 4. Voke J. Modern Keratoscopy Uses and Limitations. Optometry Today, 2000; May 5 24 27. 5. Bogan S J et al. Classification of normal corneal topography based on computer assisted videokeratography. Arch Ophthalmol, 1990 108:945-949. Další literatura Maeda M and Klyce C. Videokeratography in contact lens practice. ICLC, 1994; 21 9-10: 163-169. Lester SF et al. Clinical applications of corneal topography. ICLC, 1994; 21 9-10:170-174. Stone J. Keratometry and specialist optical instrumentation. Ruben M, Guillon M, eds Contact Lens Practice. Chapman & Hall, London 1994. Guillon M and Ho A. Photokeratoscopy. Ruben M, Guillon M, eds Contact Lens Practice. Chapman & Hall, London 1994. Sheridan M. Keratometry and slit-lamp biomicroscopy. In: Phillips AJ and Stone J. Contact lenses: A textbook for practitioner and student. Butterworths, London 1989. THE VISION CARE INSTITUTE je ochranná známka JANSSEN PHARMACEUTICA N. V. Johnson & Johnson, s. r. o., 2012 10