眼軸長(zhǎng)度測(cè)量的研究進(jìn)展

楊青華，黃一飛

解放軍總醫(yī)院/解放軍醫(yī)學(xué)院 眼科，北京 100853

眼軸長(zhǎng)度測(cè)量的研究進(jìn)展

楊青華，黃一飛

解放軍總醫(yī)院/解放軍醫(yī)學(xué)院 眼科，北京 100853

眼軸長(zhǎng)度的準(zhǔn)確測(cè)量是影響白內(nèi)障患者術(shù)后視覺(jué)質(zhì)量的重要因素。本文總結(jié)了臨床上常用的各種眼軸長(zhǎng)度測(cè)量方法的檢測(cè)原理、測(cè)量精度、適用范圍以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以期對(duì)臨床和科研中眼軸長(zhǎng)度測(cè)量方法的選擇提供幫助。

眼軸長(zhǎng)度，測(cè)量；超聲；部分相干干涉

隨著白內(nèi)障手術(shù)逐漸成為屈光手術(shù)，術(shù)前準(zhǔn)確的生物測(cè)量直接關(guān)系到術(shù)中植入人工晶狀體度數(shù)的精確性，而眼軸長(zhǎng)度測(cè)量的準(zhǔn)確性是生物測(cè)量中最重要的因素之一，1 mm的測(cè)量誤差將導(dǎo)致約2.5 D的術(shù)后屈光誤差[1-2]。目前，常用的眼軸測(cè)量主要有超聲生物測(cè)量及非接觸光學(xué)生物測(cè)量，這兩種生物測(cè)量方法在眼軸長(zhǎng)度測(cè)量中都發(fā)揮了重要作用，因其工作原理的不同，其應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)也不同，現(xiàn)就常用眼軸長(zhǎng)度的測(cè)量方法綜述如下。

1 超聲生物測(cè)量

為滿足觀察眼部組織所需的深度和較高分辨率的要求，診斷用眼超聲波頻率為8 ～ 10 MHz。超聲回波信號(hào)的顯示形式有多種，用于眼部生物測(cè)量的主要有幅度調(diào)制顯示尖波的A掃描和亮度調(diào)制顯示不同亮度細(xì)點(diǎn)的B掃描[3-4]。

1.1 A型超聲測(cè)量(A掃描) A型超聲儀發(fā)出的超聲波由角膜頂點(diǎn)垂直射入，自左向右依次顯示角膜波、晶狀體前囊波、晶狀體后囊波及視網(wǎng)膜波，根據(jù)超聲波在各組織內(nèi)的聲速進(jìn)行換算即可得到前房深度、晶狀體厚度、玻璃體腔長(zhǎng)度，三者相加即為眼軸長(zhǎng)度[5]。

自Shammas[6]于1956年首次報(bào)道后，傳統(tǒng)的A型超聲作為常規(guī)方法應(yīng)用于白內(nèi)障手術(shù)術(shù)前眼軸長(zhǎng)度測(cè)量，包括直接接觸式A型超聲和間接浸潤(rùn)式A型超聲。盡管接觸式A型超聲用于正常眼的眼軸長(zhǎng)度測(cè)量具有良好的準(zhǔn)確性，但其測(cè)得的眼軸長(zhǎng)度較間接浸潤(rùn)式A型超聲平均短0.03 ～0.27 mm，對(duì)比術(shù)后的絕對(duì)屈光誤差，浸潤(rùn)式A型超聲測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確[2,7-10]。因而，浸潤(rùn)式A型超聲作為眼軸測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方法用于臨床。A型超聲能準(zhǔn)確測(cè)量眼軸長(zhǎng)度有賴于理想的組織界面波形，而一些眼病如高度近視伴后鞏膜葡萄腫、高度角膜散光、玻璃體及視網(wǎng)膜病變等易導(dǎo)致波形不理想(會(huì)出現(xiàn)5條或更多的叢狀回波)和測(cè)量值重復(fù)性差，此時(shí)需分析原因，改變測(cè)量位置或測(cè)量設(shè)置，還應(yīng)多人復(fù)測(cè)或采用其他方法加以復(fù)核[11-13]。

1.2 B型超聲測(cè)量(B掃描) 直接接觸式B型超聲：測(cè)量時(shí)，眼瞼輕閉狀態(tài)下，超聲探頭與測(cè)量眼的眼瞼垂直接接觸進(jìn)行水平軸切位掃描，聲像圖上球后壁回聲弧度正常并同時(shí)顯示晶狀體及視神經(jīng)回聲時(shí)凍結(jié)圖像，由于超聲探頭的近場(chǎng)效應(yīng)，不能分辨眼前節(jié)組織角膜和前房等結(jié)構(gòu)，需要利用機(jī)器自帶電子測(cè)量尺測(cè)量最前端至球后壁距離再減去眼瞼厚度(約150 mm)間接得到眼軸長(zhǎng)度的測(cè)量值，一般測(cè)量3次取平均值。當(dāng)眼軸＜26 mm時(shí)其準(zhǔn)確性與接觸式A型超聲一致，對(duì)眼軸≥26 mm患者眼軸測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性優(yōu)于A型超聲[14]。該方法易受主觀操作影響，測(cè)量時(shí)減去的眼瞼厚度是根據(jù)正常值估算的，而眼瞼厚度個(gè)體差異較大，故精確性相對(duì)較差，一般不作為白內(nèi)障術(shù)前眼軸測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方法，臨床上可用于部分復(fù)雜眼如堿燒傷瞼球粘連患者眼軸長(zhǎng)度測(cè)量的補(bǔ)充方法。

間接浸潤(rùn)式B型超聲又名水浴法B型超聲或浸潤(rùn)式A/B聯(lián)合超聲，因其聲像圖可以顯示眼球從角膜前表面至視網(wǎng)膜面各組織結(jié)構(gòu)的二維圖像，其自帶的A型超聲采樣線可以同時(shí)顯示各組織的界面波形，因而可用于眼軸的準(zhǔn)確測(cè)量。測(cè)量時(shí)，向量A型超聲的采樣線位于屏幕中心。表面麻醉后，將眼杯置于眼表，注入偶合劑，B型超聲探頭距離角膜5 ～ 10 mm進(jìn)行水平軸位掃描，向量A型超聲的采樣線恰好垂直通過(guò)角膜雙光帶、晶狀體前后囊的中心指向黃斑部，采樣線與視網(wǎng)膜的交點(diǎn)距離視盤中心約4.5 mm或距離視盤邊緣3 mm時(shí)凍結(jié)圖像[15-16]。應(yīng)用電子測(cè)量尺測(cè)量角膜頂點(diǎn)到黃斑的距離，連續(xù)測(cè)量3次取平均值，即為眼軸長(zhǎng)度。該方法可輔助用于特殊病人如高度近視白內(nèi)障患者眼軸測(cè)量，術(shù)后表明準(zhǔn)確性優(yōu)于接觸式A型超聲[15,17]。浸潤(rùn)式B型超聲可以在直視情況下準(zhǔn)確定位黃斑的位置，從而能夠減少偏軸測(cè)量誤差。由于該方法結(jié)合了水浴法A型超聲顯示組織界面回波和B型超聲二維定位的優(yōu)點(diǎn)，可用于大多數(shù)困難眼如代謝性、并發(fā)性白內(nèi)障合并嚴(yán)重的玻璃體視網(wǎng)膜疾病患者。但該測(cè)量方法掌握較困難且費(fèi)時(shí)，需要熟練的操作技巧，在沒(méi)有更先進(jìn)的測(cè)量方法時(shí)，臨床上可作為眼軸長(zhǎng)度測(cè)量重要的補(bǔ)充方法。

1.3 A型超聲、B型超聲聯(lián)合測(cè)量 該方法是采用分段測(cè)量的方法，即先用A型超聲測(cè)量角膜到晶狀體后囊中心的距離，再行B型超聲經(jīng)軸位掃描凍結(jié)圖像后用A型超聲測(cè)量尺測(cè)量后囊中心到黃斑中心凹的距離，兩者相加即為眼軸長(zhǎng)度。該聯(lián)合法用于玻璃體嚴(yán)重渾濁、高度近視白內(nèi)障患者的眼軸測(cè)量，與常規(guī)A型超聲測(cè)量法相比，術(shù)后3個(gè)月時(shí)殘余屈光在1 D以上的比例減少12%，故認(rèn)為聯(lián)合法優(yōu)于單純性A型超聲[18]。該方法利用A型超聲、B型超聲優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)避免它們各自的缺點(diǎn)。但該方法一次測(cè)量涉及兩次測(cè)量誤差，同時(shí)一次測(cè)量需要兩次操作，較費(fèi)時(shí)，臨床應(yīng)用并不廣泛。

2 非接觸式光學(xué)生物測(cè)量

非接觸式光學(xué)生物測(cè)量是基于部分相干干涉(partial coherence interferometry，PCI)技術(shù)的測(cè)量方法，測(cè)量?jī)x器包 括IOL Master、IOL Master 500(可 帶 有Sonolink連 接)、OA-1000(日本)?；诘拖喔煞瓷涔?low coherence optical reflectometry，LCOR)技術(shù)的測(cè)量，儀器有Lenstar LS 900。

Fercher和Roth[19]最先于1986年應(yīng)用PCI技術(shù)測(cè)量眼軸長(zhǎng)度，波長(zhǎng)為780 nm的紅外激光由二極管激光器產(chǎn)生后由棱鏡分光器將其分成2束平行光射入眼球，在眼球的角膜表面和視網(wǎng)膜色素上皮層產(chǎn)生反射，經(jīng)光電感應(yīng)器精確定位干涉光的位置進(jìn)而測(cè)量角膜表面至視網(wǎng)膜色素上皮的光學(xué)距離，然后根據(jù)眼球的屈光介質(zhì)的平均折射率(1.357 4)計(jì)算眼軸長(zhǎng)度。1999年Haigis等通過(guò)改良PCI技術(shù)后研制出IOL Master，該測(cè)量?jī)x可同時(shí)測(cè)量眼軸長(zhǎng)度、角膜曲率、前房深度、角膜直徑并計(jì)算人工晶體度數(shù)，針對(duì)不同眼軸長(zhǎng)度有5種公式提供選擇(SRKⅡ、SRK/T、HolladayⅠ、HofferQ和Haigis)，根據(jù)眼球的狀態(tài)有8種模式供選擇：晶狀體眼模式、無(wú)晶狀體眼、人工晶體眼(PMMA、Memory、硅凝膠和丙烯酸酯)和硅油填充眼(有晶狀體、無(wú)晶狀體)[20]。與傳統(tǒng)A型超聲相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有：檢查不接觸角膜，避免感染；對(duì)操作者要求較低，短時(shí)間的訓(xùn)練即可勝任；患者更容易配合；更高的精確性，精確到0.02 mm；坐位檢查，與生理相符；測(cè)量結(jié)果重復(fù)性優(yōu)于A型超聲；可用于各種不同狀態(tài)眼的眼軸長(zhǎng)度測(cè)量，如不同材料人工晶狀體眼、硅油填充眼、屈光術(shù)后眼等[21-22]。尤其是高度近視伴非對(duì)稱性后鞏膜葡萄腫的患者，結(jié)果更準(zhǔn)確[12,23-25]。由于IOL Master測(cè)量界面為淚膜到視網(wǎng)膜色素上皮層，而A型超聲測(cè)量了角膜頂點(diǎn)至視網(wǎng)膜內(nèi)界膜的距離，另外接觸A型超聲測(cè)量過(guò)程中可能壓迫角膜，IOL Master測(cè)量結(jié)果較接觸式A型超聲大0.13 ～ 0.39 mm[21,26-28]，與浸潤(rùn)式A型超聲相比，兩者眼軸測(cè)量值沒(méi)有顯著性差別，但I(xiàn)OL Master測(cè)量值對(duì)術(shù)后屈光狀態(tài)的預(yù)測(cè)性優(yōu)于浸潤(rùn)式A型超聲[21,26-29]。因此，該設(shè)備測(cè)量方法被稱為當(dāng)今眼軸測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)[30]。

IOL Master 500是目前最先進(jìn)的基于PCI技術(shù)的測(cè)量?jī)x，該儀器用于眼球生物測(cè)量時(shí)與IOL Master測(cè)量值高度一致，但所需測(cè)量時(shí)間比IOL Master更短[31]。帶有Sonolink連接的IOL Master 500獨(dú)特地加入了與浸潤(rùn)式超聲的連接，當(dāng)眼軸長(zhǎng)度因致密的白內(nèi)障不能由IOL Master測(cè)量時(shí)，可將浸潤(rùn)式A型超聲的測(cè)量值經(jīng)Sonolink連接導(dǎo)入到IOL Master 500從而計(jì)算人工晶狀體的度數(shù)。

OA-1000基于PCI原理，可用于測(cè)量眼軸長(zhǎng)度、角膜厚度、前房深度，其眼軸長(zhǎng)度測(cè)量的準(zhǔn)確性與IOL Master及接觸式A型超聲一致[32]。

Lenstar LS 900自2008年開(kāi)始應(yīng)用于臨床，它基于光學(xué)低相干反射測(cè)量的原理，用波長(zhǎng)為820 nm的光源經(jīng)過(guò)偶合器后分為信號(hào)光和參考光，信號(hào)光通過(guò)眼球，經(jīng)內(nèi)置的分析裝置對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后可分辨出介質(zhì)屈光指數(shù)相近的組織，一次操作可同時(shí)獲得角膜厚度、前房深度、眼軸長(zhǎng)度等9項(xiàng)眼球結(jié)構(gòu)參數(shù)，其內(nèi)置分析功能可檢測(cè)到患者眨眼和固視丟失，不符合標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果不被分析，從而減小誤差率[33]。Lenstar LS 900與IOL Master生物測(cè)量主要區(qū)別在于前房深度測(cè)量，其測(cè)量的前房深度為角膜后表面至晶體前表面，而IOL Master前房深度測(cè)量的是角膜前表面至晶體前表面的距離，另外Lenstar LS 900還測(cè)量瞳孔直徑、晶體厚度、視網(wǎng)膜厚度，角膜曲率測(cè)量K值是分析角膜前表面2圈大約2.30 mm和1.6 mm光學(xué)區(qū)共32個(gè)參考點(diǎn)的值，而IOL Master K值僅僅分析角膜前表面大約2.3 mm光學(xué)區(qū)的6個(gè)參考點(diǎn)的值。因此，Lenstar LS 900主要優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性高、測(cè)量參數(shù)更多，是目前最新型的光學(xué)生物測(cè)量評(píng)估儀器[23]。Lenstar LS 900與IOL Master在眼軸長(zhǎng)度、前房深度及角膜曲率方面測(cè)量的平均值上高度一致，眼軸長(zhǎng)平均相差0.01 ～ 0.023mm[34-37]。

非接觸式光學(xué)生物測(cè)量的準(zhǔn)確性雖被廣泛認(rèn)可，但也有局限性，其測(cè)量依賴光線從眼底反射出來(lái)，由于屈光介質(zhì)病變遮擋，或因眼病導(dǎo)致的不能固視，都不能得到測(cè)量數(shù)據(jù)，10% ～ 20%的患者無(wú)法應(yīng)用IOL Master進(jìn)行眼軸測(cè)量，故光學(xué)測(cè)量并不能完全取代傳統(tǒng)的超聲測(cè)量[21,38]。

3 硅油填充眼眼軸測(cè)量

自20世紀(jì)60年代首次將硅油填充于眼內(nèi)，如今玻璃體切割聯(lián)合硅油填充術(shù)已成為一種常用的手術(shù)方式，用于治療復(fù)雜性玻璃體、視網(wǎng)膜疾病[39]。由于硅油填充眼并發(fā)白內(nèi)障幾乎高達(dá)100%，目前在臨床上更傾向于選擇硅油取出聯(lián)合白內(nèi)障摘除及人工晶狀體植入同時(shí)進(jìn)行，以減少多次手術(shù)造成的醫(yī)源性創(chuàng)傷[40-41]。而術(shù)前硅油填充眼眼軸長(zhǎng)度的測(cè)量是臨床上的難點(diǎn)。

理論上將A型超聲聲速調(diào)整為996 m/s可測(cè)得硅油眼的實(shí)際眼軸長(zhǎng)，但由于其準(zhǔn)確性受患者的體位、超聲在硅油中的實(shí)際傳播速度、硅油填充量以及硅油乳化等因素的影響，難以設(shè)定統(tǒng)一準(zhǔn)確的聲速調(diào)整值?；诔暦y(cè)量在硅油填充眼眼軸測(cè)量中的局限性，在非接觸式光學(xué)測(cè)量應(yīng)用于臨床之前，臨床上常參考對(duì)側(cè)健康眼或玻璃體切割手術(shù)之前的眼軸長(zhǎng)度值計(jì)算人工晶體度數(shù)，這兩種方法存在一定的盲目性。參考對(duì)側(cè)健康眼一方面患眼與健康眼本身存在一定的差異性，另一方面患眼經(jīng)歷硅油填充和多次手術(shù)后眼軸也會(huì)發(fā)生變化，故用硅油填充之前的眼軸長(zhǎng)度存在一定的誤差[42-43]。應(yīng)用非接觸光學(xué)測(cè)量?jī)x如IOL Master可克服聲學(xué)測(cè)量的缺陷，能夠準(zhǔn)確、快捷地測(cè)量硅油填充眼的實(shí)際眼軸長(zhǎng)度，精確地計(jì)算所需的人工晶體度數(shù)[44-45]。并發(fā)嚴(yán)重白內(nèi)障的患者眼軸無(wú)法應(yīng)用光學(xué)測(cè)量?jī)x測(cè)量，當(dāng)間接浸潤(rùn)式B型超聲與接觸式A型超聲測(cè)量用于硅油填充眼的眼軸測(cè)量時(shí)，浸潤(rùn)式B型超聲使83%患者術(shù)后屈光誤差在±1 D之內(nèi)，而接觸式A型超聲術(shù)后屈光誤差±1 D內(nèi)的僅占46.6%，間接浸潤(rùn)式B型超聲較接觸式A型超聲更準(zhǔn)確[46]。當(dāng)CT用于測(cè)量硅油眼眼軸時(shí)，硅油取出和人工晶狀體植入術(shù)后50%(6/12)屈光誤差在1 D內(nèi)，75%(9/12)屈光誤差在2 D內(nèi)[47]。當(dāng)核磁用于測(cè)量合并白內(nèi)障的硅油眼眼軸長(zhǎng)度時(shí)，測(cè)量結(jié)果較A型超聲平均長(zhǎng)0.16±0.20 mm，其準(zhǔn)確性優(yōu)于A型超聲[48]。以上兩種方法由于檢查費(fèi)用高、精確性不及非接觸型光學(xué)測(cè)量，并不作為常規(guī)的測(cè)量方法。

4 結(jié)語(yǔ)

正常眼無(wú)論是采用傳統(tǒng)的超聲法還是非接觸式的光學(xué)測(cè)量?jī)x，都能獲得準(zhǔn)確眼軸長(zhǎng)度。臨床上復(fù)雜的白內(nèi)障患者，需綜合考慮測(cè)量設(shè)備和患者的因素，選擇合適的測(cè)量?jī)x器和方法，為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，部分病人還需要多儀器多方法相互核查[49]。

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Advances in measurement of optic axial length

YANG Qing-hua, HUANG Yi-fei
Department of Ophthalmology, Chinese PLA General Hospital/Chinese PLA Medical College, Beijing 100853, China Corresponding author: HUANG Yi-fei. Email: 301yk@sina.com

The accuracy of optic axial length measurement is an important factor affecting postoperative visual quality in cataract patients. The principles, accuracy, application scope, advantages and disadvantages of different optic axial length measurement methods are reviewed in order to help the selection of axial length measurement methods used in clinical practice and research.

axial length, measurement; ultrasonography; partial coherence interferometry

黃一飛，男，主任醫(yī)師，教授。Email: 301yk@sina.com

R 778

A

2095-5227(2014)05-0505-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.05.030

時(shí)間：2014-01-10 15:16

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20140110.1516.005.html

2013-10-29

國(guó)家“973”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2013CB967001)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81271052；31271059；30973245)

Supported by National “973” Program for Basic Science Research Development of China(2013CB967001); National Natural Science Foundation of China(81271052; 31271059; 30973245)

楊青華，女，博士。研究方向：屈光手術(shù)學(xué)、視光學(xué)等。Email: yangqinghua9940@163.com