iTrace與Pentacam測量角膜球面像差與曲率的比較

杜 云，孫 康，畢伍牧，鐘林輝，簡飛龍

0引言

屈光手術(shù)的發(fā)展日新月異，從板層刀到飛秒激光，手術(shù)的安全性及穩(wěn)定性逐步提高，術(shù)后視覺質(zhì)量明顯改善，個性化手術(shù)方案也日趨完善。目前，白內(nèi)障手術(shù)也已從最初的復(fù)明手術(shù)晉升為屈光手術(shù)，這一實質(zhì)性的推進(jìn)，需要更完善的屈光術(shù)前檢查，精準(zhǔn)的生物測量是手術(shù)效果的保證。因此準(zhǔn)確測量角膜球面像差及曲率在角膜屈光手術(shù)和晶狀體屈光手術(shù)中具有重要的臨床意義。本研究主要探討iTrace像差儀與三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam在角膜球面像差及曲率測量方面的差異性和一致性，以期為臨床應(yīng)用提供參考。

1對象和方法

1.1對象選取2018-08/2019-02在我院擬行激光角膜屈光手術(shù)的屈光不正患者63例125眼，其中男28例55眼，女35例70眼，年齡22～35歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)術(shù)前最佳矯正視力1.0及以上；(2)角膜透明，瞳孔圓，對光反射靈敏，晶狀體完全透明。排除眼瞼內(nèi)翻、嚴(yán)重干眼、翼狀胬肉、圓錐角膜、角膜瘢痕等其它眼部疾病患者。本研究通過本院倫理委員會審批，所有患者均知情同意，并簽署知情同意書。

1.2方法每位患者均分別使用iTrace像差儀與三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam測量角膜球面像差(瞳孔直徑6mm)和角膜曲率(角膜中央3mm范圍內(nèi))。囑患者測量時盡量避免眨眼，頭位及眼球保持不動，全程注視指示燈。檢查者根據(jù)屏幕提示依次進(jìn)行對焦，完成角膜生物學(xué)及球面像差測量，并記錄兩種儀器所測量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率徑線(K1)、最陡峭曲率徑線(K2)及角膜散光值(A)。所有檢查均由同一位熟練操作該儀器的醫(yī)師完成。

測量方法SphA(μm)K1(D)K2(D)A(D)iTrace0.230±0.08643.01±2.3844.08±2.481.03±0.57Pentacam0.247±0.11442.88±1.4443.86±1.511.07±0.62 t-1.4870.6761.0761.485P0.1400.5010.2840.140

2結(jié)果

2.1兩種儀器角膜球面像差和曲率檢測結(jié)果的比較iTrace像差儀和三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam測量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率徑線(K1)、最陡峭曲率徑線(K2)及角膜散光值(A)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

2.2兩種儀器角膜球面像差和曲率檢測結(jié)果的相關(guān)性Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，iTrace像差儀與三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam測量的角膜球面像差、最平坦曲率徑線、最陡峭曲率徑線及角膜散光值具有相關(guān)性(r=0.249、0.439、0.426、0.86，均P<0.05)。

2.3兩種儀器角膜球面像差和曲率檢測結(jié)果的一致性iTrace像差儀與三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam測得角膜球面像差(SphA)的差值的平均值為-0.0168±0.124μm，95%一致性界限區(qū)間為-0.260～0.226μm，93.4%的點均在95%一致性界限以內(nèi)(圖1)；最平坦曲率徑線(K1)的差值的平均值為-0.13152±2.18D，95%一致性界限區(qū)間為-4.4～4.1D，96.0%的點均在95%一致性界限以內(nèi)(圖2)；最陡峭曲率徑線(K2)的差值的平均值為-0.22088±2.29D，95%一致性界限區(qū)間為-4.71～4.26D，96.0%的點均在95%一致性界限以內(nèi)(圖3)；角膜散光值(A)的差值的平均值為0.04208±0.32D，95%一致性界限區(qū)間為-0.59～0.67D，96.0%的點均在95%一致性界限以內(nèi)(圖4)。

3討論

隨著角膜屈光手術(shù)及晶狀體屈光手術(shù)的發(fā)展，精準(zhǔn)的生物測量越顯重要，從最基礎(chǔ)的角膜曲率到高級的球面像差測量都關(guān)系著患者術(shù)后的視覺質(zhì)量。隨著個性化手術(shù)的發(fā)展，個體的眼生物測量數(shù)據(jù)尤其關(guān)鍵。在晶狀體屈光手術(shù)方面，不僅影響到人工晶狀體球鏡度數(shù)的選擇，更影響到散光晶狀體的選擇[1]。研究表明，每1.00D的角膜曲率誤差，將會導(dǎo)致0.80～1.60D的人工晶狀體屈光度的計算偏差[2]。在非球面人工晶狀體選擇方面，因角膜較大的正球差導(dǎo)致的球面像差嚴(yán)重影響患者的視覺質(zhì)量，導(dǎo)致眩光及暗視力下降，因此個性化非球面人工晶狀體的選擇均基于角膜球面像差的準(zhǔn)確測量[3-4]。據(jù)研究表明，角膜球面像差在瞳孔直徑為6mm時的平均值為0.27～0.30μm[5]，但視覺質(zhì)量最佳時全眼球差接近0.1μm[6]，所以植入的非球面人工晶狀體需抵消角膜的正球面像差才能獲得最佳的視覺質(zhì)量。

圖1Pentacam與iTrace測量角膜SphA的Bland-Altman一致性分析。

圖2Pentacam與iTrace測量角膜K1的Bland-Altman一致性分析。

圖3Pentacam與iTrace測量角膜K2的Bland-Altman一致性分析。

圖4Pentacam與iTrace測量角膜A值的Bland-Altman一致性分析。

球面像差儀主要包括根據(jù)Scheiner-Smimov原理設(shè)計的主觀像差儀和根據(jù)Hartman-Shack與Tscherning原理(如iTrace)設(shè)計的客觀像差儀。對角膜曲率測量的基本原理均是基于Placido環(huán)原理、Scheimp Flug攝像原理、Scanning Slit 原理、Scheiner原理。iTrace像差儀與三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam均為非接觸性測量儀器，測量簡單、方便，但由于其測量原理不同，因此探討兩者測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、相關(guān)性及一致性有著重要的臨床價值。iTrace像差儀采用較大Placido盤的Eye Sys Vista角膜地形圖儀與Ray Tracing像差儀相結(jié)合，運(yùn)用光路追跡原理，采用點對點串行掃描的模式，從而進(jìn)行全角膜地形圖檢查及角膜像差的測量[7]。三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)Pentacam利用Scheimp Flug成像原理進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掃描三維測量，其具有兩臺整合的攝像機(jī)，測量時一臺攝像機(jī)能在2s內(nèi)從0°～180°旋轉(zhuǎn)掃描拍攝50張裂隙圖像，每張圖像包含角膜前、后表面500個點，可以獲得全角膜前、后表面地形圖。Pentacam測量的是高度數(shù)據(jù)，與測量方向和參考點的軸位無相關(guān)性，最后由高度數(shù)據(jù)計算出唯一的角膜曲率值，從而反映出全角膜前表面和后表面的曲率[8]。

研究表明，球面像差隨著瞳孔直徑的增加逐漸增大[9]，而老年人一般瞳孔較小，故本研究選擇年輕患者瞳孔直徑為6mm時的球面像差作為比較參數(shù)。本研究結(jié)果表明，iTrace測量的角膜球面像差較Pentacam測量結(jié)果偏小，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，并且二者具有較高的相關(guān)性。本研究兩種儀器測量的角膜球面像差約為0.24μm，與多數(shù)研究測量的角膜球面像差接近，但較元力等[10]研究值偏小，考慮與入選患者年齡相差較大有關(guān)。程雪瑩[11]研究發(fā)現(xiàn)，角膜高階像差、角膜球差、角膜前表面球差及角膜后表面球差均與年齡呈正相關(guān)，即老年人群以上參數(shù)較年輕人群大。另有研究發(fā)現(xiàn)角膜球面像差與眼軸長度呈負(fù)相關(guān)[12]。屈光性非球面人工晶狀體植入需考慮患者的角膜球面像差，根據(jù)角膜球面像差精選匹配的非球面人工晶狀體，使患者術(shù)后總球面像差接近+0.1μm，獲得最佳的視覺質(zhì)量。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，iTrace測量的角膜曲率較Pentacam測量值偏大，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，并且二者具有較高的相關(guān)性。Bland-Altman一致性分析顯示兩種儀器在測量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率徑線(K1)、最陡峭曲率徑線(K2)及角膜散光值(A)差值的平均值分別為-0.0168μm、-0.13152D、-0.22088D、0.04208D，差值均數(shù)均接近差值為0的基準(zhǔn)線，95%一致性界限窄，這種差值和界限在臨床上可以接受，兩種儀器測量角膜曲率的一致性較好。分析原因有以下幾點：(1)本研究納入的患者均較年輕，檢查配合程度高；(2)排除了部分可能對檢測結(jié)果造成干擾的因素，如瞼內(nèi)翻、倒睫等；(3)兩種儀器測量的角膜曲率均為角膜中央3mm范圍內(nèi)的曲率值；(4)檢查時囑患者瞬目3次，盡量排除干眼的影響。孫麗霞等[13]研究發(fā)現(xiàn)，Pentacam與iTrace測量近視眼角膜屈光力的一致性較好，與我們的研究結(jié)果一致，臨床可互相參考。

綜上所述，iTrace像差儀與Pentacam測量角膜球面像差及曲率的結(jié)果無明顯差異，并且一致性較好，臨床中可相互參考。