Pentacam與AS-OCT測(cè)量眼前節(jié)生物參數(shù)的比較

翁朝龍，易允娣，尹 欣，史冰潔，蔣正軒，陶黎明

0引言

隨著屈光手術(shù)學(xué)的發(fā)展，手術(shù)目的不僅僅是提高視力，而且為患者提供更好的視覺(jué)質(zhì)量，所以精確的眼前節(jié)生物測(cè)量變得尤為重要。臨床上常用的眼前節(jié)參數(shù)包括角膜曲率(keratometry,K)，散光度(cylindrical,C)及軸向(axls,A)，角膜厚度(corneal thickness,CT)及前房深度(anterior chamber depth,ACD)等。生物測(cè)量?jī)x器多種多樣，臨床上常用的有A超、Orbscan角膜地形圖儀、眼前節(jié)光學(xué)相干斷層掃描(anterior segment optical coherence tomography，AS-OCT)、Pentacam眼前節(jié)分析儀、Lenstar LS900光學(xué)生物測(cè)量?jī)x等，這使得眼前節(jié)參數(shù)更加客觀。本研究應(yīng)用Pentacam眼前節(jié)分析儀(Oculus經(jīng)典版)和眼前節(jié)OCT(Tomey SS-1000)測(cè)量青年近視檢查者和年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者兩組人群的眼前節(jié)參數(shù)，這兩種儀器在測(cè)量眼生物學(xué)參數(shù)方面的系統(tǒng)比較研究較少，本研究評(píng)估在兩類人群中兩種儀器的眼前節(jié)生物學(xué)測(cè)量的差異性、相關(guān)性及一致性，探索年齡相關(guān)因素可能帶來(lái)的影響，為臨床應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1對(duì)象和方法

1.1對(duì)象選取2017-09/11來(lái)我院屈光中心就診的要求行角膜屈光手術(shù)檢查的青年近視檢查者64例124眼(男37例72眼，女27例52眼，年齡18～30歲)、擬行白內(nèi)障手術(shù)的患者61例85眼(男28例38眼，女33例47眼，年齡63～77歲)。入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18歲，可以配合Pentacam和前節(jié)OCT檢查，且黃斑OCT檢查未見(jiàn)明顯異常的患者；(2)等效球鏡度-0．75～-7．25D。排除高度散光(柱鏡度<-3.0D)、不規(guī)則散光、外傷史、有角膜病、眼球手術(shù)史、青光眼家族史、有明顯干眼癥狀等患者。本研究?jī)?nèi)容符合赫爾辛基宣言中的倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。所有患者同意參加本研究并簽署知情同意書。

1.2方法每位患者均由同一位操作熟練的技師完成。自然瞳孔下按照順序?qū)γ坷颊哌M(jìn)行兩種儀器檢查，測(cè)量順序?yàn)?Pentacam和AS-OCT。(1)Pentacam 三維眼前節(jié)分析儀測(cè)量：固定被檢者頭部，在暗室自然瞳孔狀態(tài)下完成。檢查過(guò)程中儀器不接觸眼球表面，手動(dòng)對(duì)焦，自動(dòng)完成眼前段結(jié)構(gòu)360°掃描，獲得的數(shù)據(jù)包括眼前節(jié)相關(guān)參數(shù)。每次檢查后均自動(dòng)產(chǎn)生質(zhì)量因子(QF)，QF>95%被認(rèn)為測(cè)量結(jié)果可靠(QF：OK)，測(cè)量3次取平均值。(2)眼前節(jié)OCT測(cè)量：被檢者坐位，下頜置于頜托上，前額緊靠額帶，眼睛注視前方紅燈，分別用前房測(cè)量模式及角膜地形圖模式測(cè)量相關(guān)參數(shù)，每次測(cè)量保證結(jié)果QF：OK，測(cè)量3次取平均值。記錄不同儀器測(cè)量的陡峭角膜曲率(steep K,Ks)、平坦角膜曲率(flat K,Kf)、平均角膜曲率(mean K,Km)、角膜散光(C、A)、中央角膜厚度(central corneal thickness,CCT)和前房深度(ACD)，Thibos等[1]認(rèn)為角膜散光是一個(gè)矢量，應(yīng)用傅里葉矢量公式將散光度(C，負(fù)值)及散光軸向(A)轉(zhuǎn)換成矢量表示法(J0，J45)，J0=-(C/2)COS(2A)、J45=-(C/2)sin(2A)。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：應(yīng)用SPSS16.0統(tǒng)計(jì)軟件和Medcalc 11.4.2軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。兩種測(cè)量方法測(cè)量值間的差異比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，相關(guān)性比較采用Pearson相關(guān)性分析，一致性比較采用Bland-Altman分析進(jìn)行評(píng)價(jià)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1Pentacam和AS-OCT測(cè)量結(jié)果的差異性及相關(guān)性比較應(yīng)用兩種儀器分別對(duì)兩組受檢者進(jìn)行Ks、Kf、Km、C、A、CCT、ACD測(cè)量，測(cè)量及相關(guān)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。近視組兩種儀器測(cè)得的Ks、Kf、Km差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，而白內(nèi)障組測(cè)得的Ks、Kf、Km結(jié)果提示差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.436、0.896、0.785)，兩組人群兩種儀器測(cè)量的J0、CCT、ACD差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，Pentacam測(cè)得的J0和CCT值略大于前節(jié)OCT，而ACD值略小于前節(jié)OCT，測(cè)得J45提示差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組人群兩種儀器測(cè)得的Ks、Kf、Km、J0、J45、CCT及ACD的結(jié)果均具有正線性相關(guān)(均r>0，P<0.001)，其中測(cè)得Ks、Kf、Km、CCT及ACD結(jié)果的相關(guān)程度較高(r≥0.94)，見(jiàn)表2。

2.2Pentacam和AS-OCT測(cè)量結(jié)果的一致性比較近視組兩種儀器測(cè)量眼前節(jié)參數(shù)的一致性：Pentacam測(cè)量值Ks、Kf、Km、J0、J45、CCT、ACD與前節(jié)OCT測(cè)量值分別有3.2%(4/124)、3.2%(4/124)、1.6%(2/124)、2.4%(3/124)、4.8%(6/124)、7.2%(9/124)、6.5%(8/124)位于95%一致性界限(limits of agreement,LoA)以外，兩種方法測(cè)量結(jié)果上下限絕對(duì)值的最大值分別為0.61D、0.67D、0.50D、0.36D、0.39D、15.5μm、0.24mm，Mehdizadeh[2]的研究數(shù)據(jù)提示，每1.00D的角膜曲率誤差可以導(dǎo)致IOL度數(shù)計(jì)算0.80～1.30D的偏差，0.5D的誤差幅度在臨床應(yīng)用中是可以接受的。測(cè)量Ks、Kf上下限絕對(duì)值的最大值取0.50D時(shí)，分別有3.2%(4/124)、5.6%(7/124)位于95% LoA以外，見(jiàn)圖1。白內(nèi)障組兩種儀器測(cè)量眼前節(jié)參數(shù)的一致性：Pentacam測(cè)量值Ks、Kf、Km、J0、J45、CCT、ACD與前節(jié)OCT測(cè)量值分別有4.7%(4/85)、1.2%(1/85)、2.4%(2/85)、3.5%(3/85)、5.9%(5/85)、8.2%(7/85)、4.7%(4/85)位于95% LoA以外，兩種方法測(cè)量結(jié)果上下限絕對(duì)值的最大值分別為0.85D、0.82D、0.71D、0.60D、0.47D、27.3μm、0.34mm，測(cè)量J0上下限絕對(duì)值的最大值取0.50D時(shí)，有4.7%(4/85)位于95% LoA以外，見(jiàn)圖2。

3討論

隨著角膜屈光手術(shù)和人工晶狀體植入的普及，眼科生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的精確測(cè)量具有重要意義。本研究在兩組人群中比較兩種儀器測(cè)量眼前節(jié)參數(shù)的差異性、相關(guān)性和一致性。Savini等[3]研究發(fā)現(xiàn)，白內(nèi)障組的95% LoA較近視組明顯增寬，這提示我們年齡相關(guān)因素會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和一致性。設(shè)立兩組人群的目的是排除年齡相關(guān)因素對(duì)測(cè)量結(jié)果比較的影響。配對(duì)樣本t檢驗(yàn)的本質(zhì)是對(duì)“差異”的檢驗(yàn)，而非對(duì)“一致”的檢驗(yàn)，也就是說(shuō)即使配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但如果配對(duì)樣本t檢驗(yàn)中兩組數(shù)據(jù)的差值一致性范圍在臨床應(yīng)用中有意義，即可以認(rèn)為兩種儀器可以互相代替使用[4]，一致性比較采用“金標(biāo)準(zhǔn)”Bland-Altman檢驗(yàn)[5]，本研究采用多種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法比較保證結(jié)論的真實(shí)性和可靠性。

組別Ks(D)Kf(D)Km(D)J0(D)J45(D)CCT(μm)ACD(mm)近視組Pentacam43.894±1.47642.802±1.25643.335±1.3240.466±0.3540.008±0.245536±313.184±0.265前節(jié)OCT43.986±1.40842.980±1.26543.485±1.3110.432±0.315-0.004±0.210532±313.260±0.248白內(nèi)障組Pentacam44.466±1.88143.631±1.89244.042±1.851-0.033±0.457-0.017±0.268535±352.469±0.406前節(jié)OCT44.431±1.85343.636±1.80844.032±1.812-0.153±0.416-0.012±0.227528±352.562±0.381

表2前節(jié)OCT和Pentacam測(cè)量?jī)山M角膜曲率、角膜散光、角膜中央厚度及前房深度的差異性和相關(guān)性

組別參數(shù)差值(x±s)tP95%CIrP近視組Ks(D)-0.093±0.266-3.882<0.001-0.140～-0.0450.984<0.001Kf(D)-0.178±0.249-7.957<0.001-0.233～-0.1340.980<0.001Km(D)-0.150±0.181-9.228<0.001-0.182～-0.1180.991<0.001J0(D)0.035±0.1672.3160.020.005～0.0640.882<0.001J45(D)0.012±0.1930.6880.493-0.022～0.0460.650<0.001CCT(μm)3.452±6.1616.239<0.0012.356～4.5470.981<0.001ACD(μm)-0.075±0.083-10.006<0.001-0.090～0.0600.949<0.001白內(nèi)障組Ks(D)0.035±0.4150.7830.436-0.054～0.1250.975<0.001Kf(D)-0.006±0.413-0.1310.896-0.095～0.0830.976<0.001Km(D)0.011±0.3570.2740.785-0.066～0.0880.981<0.001J0(D)0.120±0.2454.529<0.0010.067～0.1730.847<0.001J45(D)-0.005±0.238-0.1960.845-0.056～0.0460.549<0.001CCT(μm)6.824±10.4616.014<0.0014.567～9.0800.955<0.001ACD(μm)-0.093±0.125-6.897<0.001-0.120～-0.0660.952<0.001

圖1近視組Pentacam和AS-OCT測(cè)量值的Bland-Altman圖A：Ks；B：Kf；C：Km；D：J0；E：J45；F：CCT；G：ACD。

3.1角膜曲率及散光參數(shù)測(cè)量的比較角膜曲率和角膜散光的準(zhǔn)確測(cè)量是改善患者屈光手術(shù)術(shù)后視覺(jué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一[6-7]。兩種儀器測(cè)量角膜曲率結(jié)果在近視組表現(xiàn)出差異性，而白內(nèi)障組角膜曲率的測(cè)量結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但一致性比較結(jié)果卻相反，近視組測(cè)得兩組角膜曲率測(cè)量一致性良好，而白內(nèi)障組95%一致性區(qū)間明顯超出臨床可接受范圍，一致性較差。分析出現(xiàn)這種結(jié)果的可能原因，Tai等[8]的研究發(fā)現(xiàn)雙眼的生物學(xué)參數(shù)具有高度的相關(guān)性，這將會(huì)造成統(tǒng)計(jì)學(xué)的偏倚產(chǎn)生。近視組測(cè)量數(shù)據(jù)大多采用雙眼，而年齡相關(guān)性白內(nèi)障組多是單眼。老年人淚膜破裂時(shí)間較短及屈光間質(zhì)混濁等因素可能對(duì)測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性和一致性有影響[3]。根據(jù)傅里葉公式將散光度(C)及散光軸向(A)轉(zhuǎn)換為(J0，J45)后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較分析，J0為水平及垂直方向的散光，J45為45°方向的斜散光[1]。兩組人群中，兩種儀器測(cè)得的散光參數(shù)J0有差異(P<0.05)，而測(cè)得散光參數(shù)J45無(wú)差異(P>0.05),測(cè)量結(jié)果一致性均較好。造成這種結(jié)果的主要原因可能與儀器設(shè)備的工作原理以及儀器軟件處理算法有關(guān)。Pentacam眼前節(jié)測(cè)量分析系統(tǒng)，利用Scheimflug光學(xué)原理獲取眼前節(jié)多重圖像，構(gòu)建三維立體圖像，計(jì)算眼前節(jié)參數(shù)并以彩圖形式顯示，可以獲得精確的角膜高度數(shù)據(jù)，計(jì)算出唯一的角膜曲率地形圖，與測(cè)量方向和參考點(diǎn)的軸位無(wú)關(guān)，但檢查時(shí)必須注視指示燈，測(cè)量時(shí)間約需要2s，測(cè)量角膜曲率范圍為8mm[9]。AS-OCT采用低相干光波掃描形式，通過(guò)掃描光束和對(duì)照光束重建掃描區(qū)域的二維截面圖，對(duì)截圖進(jìn)行定量測(cè)量，也可以三維重建，采集角膜數(shù)據(jù)時(shí)自動(dòng)識(shí)別所獲得圖像中的角膜前后表面，計(jì)算得出角膜前、后表面的角膜曲率，測(cè)量過(guò)程只需注視紅外光，無(wú)刺激感，測(cè)量時(shí)間約0.3s，測(cè)量角膜曲率范圍為10mm[10]，本研究取8mm范圍角膜曲率作比較。雖然AS-OCT測(cè)量角膜曲率時(shí)具有測(cè)量時(shí)間短，對(duì)患者依從性要求低等優(yōu)點(diǎn)，但從測(cè)量原理上分析，Pentacam測(cè)量角膜曲率及散光參數(shù)比AS-OCT測(cè)量更準(zhǔn)確。年輕患者組兩種儀器測(cè)量一致性良好，可互換使用，而針對(duì)老年患者，優(yōu)先考慮選擇Pentacam。

圖2白內(nèi)障患者組Pentacam和AS-OCT測(cè)量值的Bland-Altman圖A：Ks；B：Kf；C：Km；D：J0；E：J45；F：CCT；G：ACD。

3.2中央角膜厚度測(cè)量的比較本研究測(cè)量的CCT值A(chǔ)S-OCT較Pentacam小，這和Ishibazawa等[11]的研究結(jié)果類似，95% LoA比較小，與正常人角膜厚度的晝夜生理變化(22μm)接近[12]，在臨床上可以接受。兩種儀器測(cè)量中央角膜厚度都選擇角膜頂點(diǎn)厚度，Khoramnia等[13]和Shankar等[14]研究發(fā)現(xiàn)Pentacam測(cè)量不同位置的CCT時(shí)，角膜頂點(diǎn)處具有最好的重復(fù)性。測(cè)量差異可能來(lái)源于兩種儀器測(cè)量原理和分辨率不同以及未精確的劃分CCT的范圍等，有學(xué)者認(rèn)為[15]，針對(duì)不同范圍的CCT值，兩種儀器測(cè)量結(jié)果的差異性可能有變化。Pentacam能夠?qū)崟r(shí)、無(wú)創(chuàng)、動(dòng)態(tài)觀察角膜疾病的發(fā)展過(guò)程，精確率可達(dá)±5μm，缺點(diǎn)是此系統(tǒng)利用光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)量，準(zhǔn)確性也受角膜透明度的影響，也不能測(cè)量LASIK術(shù)后角膜瓣的厚度。而AS-OCT采用1310nm紅外光，不受角膜混濁或云翳的影響，可測(cè)量LASIK術(shù)后角膜瓣、基質(zhì)床的厚度值。兩種儀器的結(jié)合使用可以更好地服務(wù)于角膜屈光手術(shù)。

3.3前房深度測(cè)量的比較在眼內(nèi)屈光手術(shù)和人工晶狀體植入術(shù)前準(zhǔn)確測(cè)量ACD是非常必要的，特別是當(dāng)虹膜或有晶狀體前房型人工晶狀體需要裝配時(shí)[16-17]。本研究測(cè)量的ACD值A(chǔ)S-OCT較Pentacam深，這和O’Donnell等[18]及Dinc等[19]的研究結(jié)果一致。應(yīng)用Haigis公式，在正常軸向長(zhǎng)度和平均角膜曲率測(cè)量中，0.08mm的ACD差值在放置后房型人工晶狀體后，可使目標(biāo)屈光誤差小于0.05D[20]，故兩種儀器一致性較好，可互換使用。測(cè)量結(jié)果的差異可能來(lái)源于儀器測(cè)量原理的不同。Pentacam的ACD值由系統(tǒng)自動(dòng)給出，可與角膜地形圖測(cè)量同時(shí)進(jìn)行，而AS-OCT因軟件設(shè)計(jì)原因則需要使用前房角測(cè)量模式，與角膜地形圖測(cè)量不能同時(shí)進(jìn)行，通過(guò)圖像測(cè)量軟件及標(biāo)尺來(lái)測(cè)量ACD值，還可以測(cè)量晶狀體前表面到房角連線的垂直距離。Pentacam和AS-OCT測(cè)量瞳孔直徑存在差異，其對(duì)前房深度的測(cè)量結(jié)果可能存在影響，需進(jìn)一步研究。

綜上所述，Pentacam眼前節(jié)測(cè)量?jī)x與AS-OCT具有分辨率高、非接觸性、無(wú)創(chuàng)性、操作簡(jiǎn)單及實(shí)時(shí)記錄結(jié)果等特點(diǎn)。本研究結(jié)果表明：在青年近視患者和年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者中兩種儀器測(cè)量散光度、中央角膜厚度及前房深度時(shí)一致性均較好，可互換使用。測(cè)量角膜曲率時(shí)受年齡相關(guān)因素影響，涉及散光的測(cè)量或如果植入的人工晶狀體與散光軸位有關(guān)時(shí)，可優(yōu)先考慮選擇Pentacam前節(jié)分析儀。