Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Метод медицинской визуализации
Medical imaging technique
Топография роговицы, также известная как фотокератоскопия или видеокератография, – это неинвазивная техника медицинской визуализации, предназначенная для картирования передней кривизны роговицы, внешней структуры глаза. Поскольку роговица обычно обеспечивает около 70% рефракционной силы глаза, ее топография имеет решающее значение для определения качества зрения и здоровья роговицы. Трехмерная карта, таким образом, является ценным инструментом для офтальмолога или оптометриста и может помочь в диагностике и лечении ряда состояний, в планировании хирургии катаракты и имплантации внутриглазных линз, в планировании рефракционной хирургии, такой как LASIK, и оценке ее результатов, а также в оценке подбора контактных линз. Являясь развитием кератоскопии, топография роговицы расширяет диапазон измерений от четырех точек, расположенных на расстоянии нескольких миллиметров, предоставляемых кератометрией, до сетки из тысяч точек, охватывающей всю роговицу. Процедура выполняется за секунды и не вызывает боли.
Corneal topography, also known as photokeratoscopy or videokeratography, is a non invasive medical imaging technique for mapping the anterior curvature of the cornea, the outer structure of the eye. Since the cornea is normally responsible for some 70% of the eye's refractive power, its topography is of critical importance in determining the quality of vision and corneal health. The three dimensional map is therefore a valuable aid to the examining ophthalmologist or optometrist and can assist in the diagnosis and treatment of a number of conditions; in planning cataract surgery and intraocular lens implantation; in planning refractive surgery such as LASIK, and evaluating its results; or in assessing the fit of contact lenses. A development of keratoscopy, corneal topography extends the measurement range from the four points a few millimeters apart that is offered by keratometry to a grid of thousands of points covering the entire cornea. The procedure is carried out in seconds and is painless.
Операция
Пациент сидит лицом к устройству, которое поднимается до уровня глаз. Одна из конструкций состоит из чаши, содержащей подсвеченный рисунок, например, серию концентрических колец. Другой тип использует механически вращающуюся руку с источником света. В любом из этих типов свет фокусируется на передней поверхности роговицы пациента и отражается обратно к цифровой камере, расположенной в устройстве. Топография роговицы определяется по форме отраженного рисунка. Компьютер выполняет необходимый анализ, обычно определяя положение и высоту нескольких тысяч точек на поверхности роговицы. Топографическая карта может быть представлена в различных графических форматах, таких как сагиттальная карта, которая кодирует крутизну кривизны цветом в соответствии с ее диоптрической величиной.
The patient is seated facing the device, which is raised to eye level. One design consists of a bowl containing an illuminated pattern, such as a series of concentric rings. Another type uses a mechanically rotated arm bearing a light source. In either type, light is focused on the anterior surface of the patient's cornea and reflected back to a digital camera at the device. The topology of the cornea is revealed by the shape taken by the reflected pattern. A computer provides the necessary analysis, typically determining the position and height of several thousand points across the cornea. The topographical map can be represented in a number of graphical formats, such as a sagittal map, which color codes the steepness of curvature according to its dioptric value.
Разработка
Топография роговицы берет свое начало от португальского офтальмолога Антонио Пласидо, который в 1880 году рассматривал отражение в роговице нарисованного диска (диска Пласидо) с чередующимися черными и белыми кольцами. Кольца отображались в виде контурных линий, проецируемых на слезную пленку роговицы. Французский офтальмолог Луи Эмиль Жаваль включил эти кольца в свой офтальмометр и установил окуляр, увеличивающий изображение глаза. Он предложил фотографировать или схематически изображать полученное изображение для его последующего анализа. В 1896 году Аллвар Гуллстранд включил диск в свой офтальмоскоп, изучая фотографии роговицы через микроскоп и вручную вычисляя кривизну с помощью числового алгоритма. Гуллстранд признал потенциал этой методики и отметил, что, несмотря на ее трудоемкость, она может "обеспечить точность, которую ранее невозможно было достичь иным способом". Плоская форма диска Пласидо снижала точность вблизи периферии роговицы, и в 1950-х годах компания Wesley Jessen использовала вогнутую чашу для уменьшения искажений изображения. В 1990-х годах системы стали коммерчески доступны от различных производителей. Первой полностью автоматической системой была система моделирования роговицы (CMS 1), разработанная компанией Computed Anatomy, Inc. в Нью-Йорке под руководством Мартина Герстена и группы хирургов из Нью-Йоркского глазного и ушного института. Первоначальная стоимость этих приборов была очень высокой (75 000 долларов США), что ограничивало их использование в основном исследовательскими учреждениями. Однако со временем цены значительно снизились, сделав топографию роговицы доступной для небольших клиник и увеличив число пациентов, которых можно обследовать.
The corneal topograph owes its heritage to the Portuguese ophthalmologist Antonio Placido, who, in 1880, viewed a painted disk (Placido's disk) of alternating black and white rings reflected in the cornea. The rings showed as contour lines projected on the corneal tear film. The French ophthalmologist Louis Émile Javal incorporated the rings in his ophthalmometer and mounted an eyepiece which magnified the image of the eye. He proposed that the image should be photographed or diagrammatically represented to allow analysis of the image. In 1896, Allvar Gullstrand incorporated the disk in his ophthalmoscope, examining photographs of the cornea via a microscope and was able to manually calculate the curvature by means of a numerical algorithm. Gullstrand recognized the potential of the technique and commented that despite its laboriousness it could "give a resultant accuracy that previously could not be obtained in any other way". The flat field of Placido's disk reduced the accuracy close to the corneal periphery and in the 1950s the Wesley Jessen company made use of a curved bowl to reduce the field defects. In the 1990s, systems became commercially available from a number of suppliers. The first completely automatic system was the Corneal Modeling System (CMS 1) developed by Computed Anatomy, Inc. in New York City, under the direction of Martin Gersten and a group of surgeons at the New York Eye and Ear Infirmary. The price of the early instruments was initially very high ($75,000), largely confining their use to research establishments. However, prices have fallen substantially over time, bringing corneal topographs into the budget of smaller clinics and increasing the number of patients that can be examined.
Использование
Для диагностики может использоваться компьютерная топография роговицы. Фактически, это один из осмотров, которые пациенты должны пройти перед проведением кросслинкинга и мини-асимметричной радиальной кератотомии (M.A.R.K.). Например, индекс KISA% (кератометрия, I S, процент искажения, астигматизм) используется для диагностики кератоконуса, скрининга пациентов с подозрением на кератоконус и анализа степени изменения крутизны роговицы у здоровых родственников. Тем не менее, топография сама по себе является измерением первой отражающей поверхности глаза (слёзной плёнки) и не предоставляет никакой дополнительной информации, кроме формы этого слоя, выраженной в кривизне. Кератоконус – это паттерн, охватывающий всю роговицу, поэтому измерение, фокусирующееся только на одном слое, может быть недостаточным для современной диагностики. Особенно ранние стадии кератоконуса могут быть пропущены при обычном топографическом исследовании, что критически важно, если рассматривается рефракционная хирургия. Измерение также чувствительно к нестабильности слёзной плёнки. Кроме того, выравнивание при измерении может быть затруднено, особенно у пациентов с кератоконусом, значительным астигматизмом или после рефракционной хирургии. Приборы для топографии роговицы генерируют показатель, называемый симулированной кератометрией (SimK), который аппроксимирует классическое измерение, выполняемое широко используемым кератометром. Другое новое применение топографических данных роговицы – это CorT, который, как показано, более точно определяет рефракционный астигматизм, чем SimK и другие методы. CorT использует данные со всех колец Placido по всей роговице, в то время как SimK основан только на одном кольце. В то время как топография роговицы основана на отраженном свете от передней поверхности роговицы, метод, называемый томографией роговицы, также предоставляет информацию об обратной (задней) форме роговицы. Показатель, называемый CorT total, включает в себя данные о задней поверхности роговицы и более точно отражает рефракцию по сравнению с обычным CorT, SimK и другими техниками.
Computerized corneal topography can be employed for diagnostics. It is, in fact, one of the exams the patients have to undergo prior to the Cross linking and the Mini Asymmetric Radial Keratotomy (M. A. R. K.). For example, the KISA% index (keratometry, I S, skew percentage, astigmatism) is used to arrive at a diagnosis of keratoconus, to screen the suspect keratoconic patients and analyse the degree of corneal steepness changes in healthy relatives. Nevertheless, topography in itself is a measurement of the first reflective surface of the eye (tear film) and is not giving any additional information beside the shape of this layer expressed in curvature. Keratoconus in itself is a pattern of the entire cornea, therefore every measurement just focusing on one layer, might not be enough for a state of the art diagnosis. Especially early cases of keratoconus might be missed by a plain topographic measurement, which is critical if refractive surgery is being considered. The measurement is also sensitive to unstable tear films. Also, the alignment of the measurement can be difficult, especially with eyes that have Keratoconus, a significant astigmatism, or sometimes after refractive surgery. Corneal topography instruments generate a measurement called simulated keratometry (SimK), which approximates the classic measurement of the widely used keratometer. Another novel use of corneal topographic data is called CorT, which has been shown to quantify refractive astigmatism more accurately than SimK and other approaches. CorT utilizes data from all Placido rings across the cornea compared with SimK, which is based on only one ring. While corneal topography relies on reflected light from the front (anterior) of the cornea, a technique called corneal tomography also provides a measure of the back (posterior) shape of the cornea. A measure called CorT total includes this posterior corneal data and more accurately reflects refraction compared with regular CorT, SimK, and other techniques.