角膜厚度常用測量方法及其新進(jìn)展

楊　俊 綜述，李瑞莊審校（廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科，廣東湛江524000）

角膜厚度常用測量方法及其新進(jìn)展

楊俊 綜述，李瑞莊△審校
（廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科，廣東湛江524000）

角膜；超聲檢查；綜述

角膜是重要的屈光介質(zhì)，透明無血管且具有彈性。角膜厚度隨疾病的發(fā)展而改變，在角膜疾病、白內(nèi)障超聲乳化術(shù)和屈光手術(shù)的術(shù)前檢查［1］及青光眼［2］等的診斷中具有重要作用。隨著科技的發(fā)展、醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，人們對角膜厚度測量的精確度及安全性要求越來越高，一批新的角膜測厚儀應(yīng)運(yùn)而生。非接觸性、準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、操作簡便是角膜測厚儀總的發(fā)展趨勢。本文通過對角膜厚度的幾種主要測量儀器及新進(jìn)展進(jìn)行分析總結(jié)，旨在為今后根據(jù)不同情況選用角膜測厚儀提供參考。

1　接觸性測量方式

1.1A型超聲（簡稱A超）測量法A超角膜測厚儀原理是利用超聲波反射特性測出其通過角膜的時間而得出角膜厚度。探頭可放置在角膜表面任一位置而測出該位置厚度。因其準(zhǔn)確性高，被公認(rèn)為是角膜測厚的“金標(biāo)準(zhǔn)”［3-5］。A超角膜測厚儀軸向分辨力高，測量時能保證其精密度。但角膜中央薄周邊厚，只有經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測者才能準(zhǔn)確判斷角膜中心位置，因此，A超角膜測厚儀不能精確衡量角膜中央?yún)^(qū)多個位置的角膜厚度。在操作時探頭如未找準(zhǔn)角膜中央或探頭與角膜中心切線的角度不是90°，測量值就會偏高；通常測量前需要滴表面麻醉劑，會致角膜組織輕度水腫變厚，超聲波通過角膜的速率就會降低，探測時間因此延長，間接地使測量結(jié)果偏高或A超測量時直接接觸患者角膜的探頭可能會推開角膜前淚膜及壓平角膜上皮而干擾前反射界面，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)輕微偏低。不同檢查者手法和經(jīng)驗(yàn)不一樣，測量出的結(jié)果也不相同。由于其為接觸性，有可能造成醫(yī)源性感染和損傷角膜上皮［7-8］。

1.2超聲生物顯微鏡（ultrasound biomicroscopy，UBM）1990年由加拿大多倫多癌癥研究所Palvin等首先研制成功的第一臺眼科高頻UBM，因其在活體上能清晰顯示虹膜后表面和睫狀體等眼前節(jié)組織結(jié)構(gòu)，且能對中央角膜厚度和前房深度等進(jìn)行生物測量，因此，被廣泛應(yīng)用于臨床。近期全景UBM進(jìn)行了改進(jìn)，角膜及晶狀體的中點(diǎn)定位有了良好的參照，克服了傳統(tǒng)UBM不能對眼軸進(jìn)行準(zhǔn)確定位的缺點(diǎn)。全景UBM除能使眼前段的各子午線一次性成像外，還能使雙側(cè)房角及其他對稱的結(jié)構(gòu)清晰顯示。但在UBM成像中角膜組織表現(xiàn)為幾條弧線，即上皮細(xì)胞層、前彈力層、后彈力層和角膜內(nèi)皮細(xì)胞層，后彈力層和內(nèi)膜內(nèi)皮細(xì)胞層之間因難于分辨表現(xiàn)為1條，因此，角膜后表面不能清晰定位，有可能出現(xiàn)測量誤差。同時由于檢查時眼杯需與角膜直接接觸，有可能對眼睛造成醫(yī)源性污染或使被檢查者感到不適。

2　非接觸性測量方式

2.1Pentacam三維眼前節(jié)分析儀（簡稱Pentacam）Pentacam為一種采用Scheimpflug成像原理的新型非接觸式光學(xué)系統(tǒng)，用于眼前節(jié)成像的測量分析。其以波長為475 nm藍(lán)色二極管激光作為光源，角膜、虹膜和晶狀體各層次對其產(chǎn)生反射，通過旋轉(zhuǎn)的攝像機(jī)在2 s內(nèi)完成0°～180°旋轉(zhuǎn)，拍攝50個裂隙面的圖像，測量2500個高度點(diǎn)，同時對患者眼球的運(yùn)動進(jìn)行自動跟蹤并校正，能獲取自眼球角膜前表面到晶狀體后表面的全部準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，從而獲得眼前節(jié)三維圖像，具有非接觸性、高準(zhǔn)確度、高分辨率、操作簡單和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。不僅可精確測量角膜曲率、任意點(diǎn)厚度、前房的深度和形態(tài)、晶狀體密度等，還可獲得以往難以檢測的復(fù)雜角膜的準(zhǔn)確結(jié)果，由于其可評價角膜前后表面高度，因此，在術(shù)前排除圓錐角膜等手術(shù)禁忌證時具有巨大臨床價值。但同樣是采用光學(xué)原理，角膜透明度［9］、淚膜、眼瞼遮擋等依然會影響Pentacam的測量。

2.2Orbscan-Ⅱ眼前節(jié)分析儀（簡稱Orbscan-Ⅱ）Orbscan-Ⅱ是近年來推出的新型裂隙光掃描式角膜地形圖儀，是Orbscan系統(tǒng)聯(lián)合Placido盤，以特制藍(lán)色二極管激光為光源，分別有20條裂隙光從角膜雙側(cè)以45°按順序投射到角膜表面［10］，可獲取40個裂隙切面，每個切面可獲取240個數(shù)據(jù)供計算機(jī)處理分析，可得到角膜中央直徑2 mm范圍內(nèi)及距離視軸3 mm周邊區(qū)域的角膜厚度值，從而得出其平均值。系統(tǒng)利用Placido環(huán)拍攝圖像，還能提供全角膜前后表面高度、曲率、Kappa角、前房深度、角膜直徑等信息［11］。但該法要求患者角膜中心、光掃描區(qū)中心、掃描光線的焦點(diǎn)三點(diǎn)成一條直線，計算機(jī)屏幕上使三點(diǎn)重合，該項操作需靠肉眼和檢查者的經(jīng)驗(yàn)判斷，容易產(chǎn)生誤差；Orbscan-Ⅱ同樣也是光學(xué)測量儀器，有其局限性，易受到角膜透明程度的影響，如角膜水腫、角膜白斑等使光發(fā)生扭曲或散射，測量值就會出現(xiàn)偏差［12］。

2.3光學(xué)相干斷層掃描儀（optical coherence tomography，OCT）OCT原理是將低相干干涉儀與共焦掃描顯微術(shù)結(jié)合在一起對組織進(jìn)行橫斷面層析成像，優(yōu)點(diǎn)為可清晰顯示組織的層次及病變的位置和范圍。OCT還具有非接觸、簡便、快速等優(yōu)點(diǎn)，最初主要應(yīng)用于視網(wǎng)膜眼后節(jié)的檢查。2001年出現(xiàn)的眼前節(jié)AC-OCT采用1 310nm波長激光作為相干光源［13］，穿透能力更強(qiáng)，可穿透不透明鞏膜組織，更清晰地顯示眼前節(jié)結(jié)構(gòu)。2006年德國Heidelberg公司研發(fā)了眼前節(jié)SL-OCT，該儀器是將OCT與裂隙燈檢查結(jié)合起來，再通過計算機(jī)計算出中央角膜厚度、中央前房深度值等，與其他眼光學(xué)儀器不同，該法不受角膜混濁程度的影響，可精確測量任意一點(diǎn)角膜厚度、上皮厚度、LASIK準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)后角膜瓣厚度、剩余角膜基質(zhì)層厚度、云翳等。但有研究提示，前節(jié)OCT測得的中央角膜厚度偏小［14］。因此，用其代替其他方法測量角膜厚度仍需慎重。

2.4角膜內(nèi)皮細(xì)胞計角膜內(nèi)皮細(xì)胞計采用低閃光及自動拍攝模式采集角膜圖像，不僅能計數(shù)內(nèi)皮細(xì)胞，也能計算出角膜厚度。光在穿過空氣與角膜上皮界面和角膜內(nèi)皮與房水界面時會發(fā)生2次反射，將光在角膜中傳播的速度乘以2次反射的時間差，即為角膜厚度。此為將時間的測量替代了長度測量。測量時通過移動目標(biāo)光點(diǎn)位置以顯示角膜中央及其周圍3 mm角膜厚度，具有非接觸、無創(chuàng)傷、簡便、易行等優(yōu)點(diǎn)。但也常受到被檢者角膜透明度、淚膜、角膜屈光力、屈光指數(shù)、配合度等多種因素的影響。當(dāng)角膜瘢痕、角膜水腫時光反射發(fā)生嚴(yán)重扭曲，導(dǎo)致測量結(jié)果不可靠，角膜中心點(diǎn)和最薄點(diǎn)存在偏差；當(dāng)被檢查者有眼球震顫不能固視目標(biāo)光點(diǎn)時測量結(jié)果也不可靠［15］。Módis等［16］研究表明，該法測厚結(jié)果較A超角膜測厚儀偏厚。吳珂等［17］研究表明，其誤差恰好相反，且這2種方法的測量差值會隨角膜厚度的增加而減小。因此，尚需大量臨床數(shù)據(jù)和熟練的操作來保證該法測量的準(zhǔn)確性。

2.5LenstarLS900光學(xué)生物測量儀（簡稱LenstarLS900）LenstarLS900是瑞士Haag-streit公司生產(chǎn)的一種基于低相干光反射原理，將邁克爾遜干涉儀和光纖探測技術(shù)結(jié)合起來的新型眼球生物測量儀器。低相干光反射原理與超聲測量的原理類似，但其是用光波進(jìn)行測量［18］，通過測量角膜前后表面的距離差來計算角膜厚度［19］。其采用820 nm長的二極管激光作為光源，使其具有高分辨率和精確性，優(yōu)于其他光學(xué)測量技術(shù)［20］。在檢測時測量臂中眼部不同結(jié)構(gòu)光反射與參考臂光反射相干疊加在一起，發(fā)生干涉現(xiàn)象，通過分析能獲得一系列重要參數(shù)，如眼球角膜厚度、角膜曲率、前房深度、晶狀體厚度、眼軸長度等。LenstarLS900具有非接觸、一次測量可同時獲得多個眼球生物參數(shù)、不需重新調(diào)整視軸等特點(diǎn)，且LenstarLS900能監(jiān)視被檢查者眨眼和固視丟失，只有較好的檢查結(jié)果才被用來分析，從而保證其結(jié)果的精確性。王順清等［21］研究了lenstarLS900與角膜超聲測厚儀對中央角膜厚度的測量后認(rèn)為，二者呈較高相關(guān)性，由于2種儀器均具有較高準(zhǔn)確性，因此，lenstar LS900可作為測量角膜厚度的工具之一?；诠鈱W(xué)原理，LenstarLS900也存在弊端，對各種原因引起的屈光介質(zhì)明顯混濁者Lenstar LS900無法進(jìn)行測量。

2.6Corvis ST可視化角膜生物力學(xué)分析儀（簡稱Corvis ST）CorvisST是一種測量角膜生物力學(xué)的新設(shè)備，將Scheimpflug高速攝像和氣沖印壓技術(shù)聯(lián)合起來。2012年11月通過美國食品藥品監(jiān)督管理局認(rèn)證，2013年應(yīng)用于我國的臨床研究，尚未被廣泛應(yīng)用。Scheimpflug高速攝像技術(shù)具有采集頻率高、參數(shù)多、成像清晰等優(yōu)點(diǎn)［22］。其最高采集速率能達(dá)到每秒鐘4 330張圖像，采集到的圖像分辨率為640×480像素［23］。CorvisST測量原理為通過機(jī)械壓縮空氣使其發(fā)出以中心軸對稱的脈沖形態(tài)，為確保每次發(fā)出的空氣脈沖壓力相同，空氣壓縮管道內(nèi)的最大泵壓固定在25 kPa［24］。CorvisST測量過程開始時角膜在氣流作用下向內(nèi)凹陷運(yùn)動，經(jīng)歷3個壓平狀態(tài)后恢復(fù)到初始狀態(tài)［25］，同時應(yīng)用Scheimpflug高速相機(jī)，可在30 ms采集時間內(nèi)記錄140張角膜在上述形變過程中的圖像，通過系統(tǒng)軟件分析還原得出眼內(nèi)壓、角膜厚度、角膜變形速率圖、變形幅度等全面的角膜生物力學(xué)數(shù)據(jù)［26］。然而CorvisST的局限性在于不適合全角膜測量［27］，只著重于角膜中央動態(tài)測量。

2.7Sirius系統(tǒng)意大利CSO公司生產(chǎn)的Sirius系統(tǒng)利用旋轉(zhuǎn)Scheimpflug相機(jī)原理，結(jié)合Placido技術(shù)，使全角膜表面均能被覆蓋，且能一次性測量并顯示角膜前后表面地形圖及12 mm角膜內(nèi)的角膜厚度，能同時獲取角膜最薄點(diǎn)厚度及其所在位置，克服了裂隙掃描后表面的數(shù)據(jù)誤差；還可對角膜進(jìn)行角膜曲率的測量和角膜波前像差等的測量和分析。角膜最薄點(diǎn)結(jié)合角膜曲率、角膜表面高度等能及早提示亞臨床期圓錐角膜，對有圓錐角膜手術(shù)禁忌證的術(shù)前檢查具有重要作用。Sirius系統(tǒng)作為臨床新型的眼前節(jié)分析系統(tǒng)，具有非接觸、無創(chuàng)傷、分辨率高、重復(fù)性好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的臨床應(yīng)用價值。

3　小　結(jié)

角膜厚度隨著疾病的發(fā)展而改變，對其準(zhǔn)確測量對疾病的診治至關(guān)重要。每一種測量方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，所得測量值也不同，因此，不能相互替換。接觸性測量方式受角膜透明度影響小，但操作復(fù)雜還易引起醫(yī)源性感染，非接觸性測量方式多以光學(xué)原理為基礎(chǔ)，受角膜透明度影響較大。測量方法的發(fā)展總趨勢為非接觸性、精確度高和可重復(fù)性好，非接觸性測量方式有廣闊發(fā)展應(yīng)用的空間，但尚有待于進(jìn)一步研究。隨著科技的發(fā)展，角膜測厚儀也會越來越精確、安全、方便和快速。

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（2015-11-16）