三種儀器測量低中度青少年近視患者角膜曲率的比較

朱君雅，李金晶，翟磊莉，孫婷婷，蔣 沁

0引言

近年來，青少年近視已成為嚴重的社會問題。角膜塑形鏡作為減緩近視發(fā)展的重要方法之一，驗配前準確測量患者角膜曲率參數(shù)成為配戴是否舒適以及延緩近視成效的關(guān)鍵因素之一。在常規(guī)的角膜塑形鏡驗配檢查中，為了準確深入地了解常用儀器檢測角膜曲率以及散光的情況是否能夠互相替換，本研究分析了在我院行角膜塑形鏡驗配前青少年患者的資料，分析比較IOL Master、角膜地形圖與Pentacam測量角膜曲率的差異性、相關(guān)性及一致性情況。

1對象和方法

1.1對象前瞻性臨床研究。選取2019-01/10在南京醫(yī)科大學(xué)附屬眼科醫(yī)院就診的低中度青少年近視患者291例291眼(均納入右眼數(shù)據(jù)進行分析)，其中男129例，女162例，年齡6～17(10.48±2.41)歲。根據(jù)等效球鏡度進行分組，將-0.75D≤等效球鏡度<-3D納入低度近視組(141例141眼)，-3D≤等效球鏡度<-6D納入中度近視組(150例150眼)[1]。納入標準：(1)年齡6～17歲，可以配合Pentacam、IOL Master及角膜地形圖的檢查，且眼底檢查未見明顯異?；颊?；(2)等效球鏡度-0.75～-6D。排除既往有眼部手術(shù)外傷史，患有圓錐角膜、角膜斑翳及其他眼前節(jié)、眼底器質(zhì)性病變的患者。本研究內(nèi)容符合《赫爾辛基宣言》中的倫理學(xué)標準。所有患者及其監(jiān)護人同意參加本研究并簽署知情同意書。

1.2方法分別采用IOL Master、角膜地形圖和Pentacam三種儀器測量角膜曲率和軸位，測量順序為角膜地形圖、IOL Master、Pentacam，測量間隔時間大于30min，每種儀器皆由同一位檢查人員進行測量，取3次測量結(jié)果的平均值。檢查方法：受檢者下頜置于儀器的下頜托上，注視儀器中的視標，睜大眼睛并適當眨眼以排除淚膜的影響，測量時盡量暴露全部角膜，所有檢查均在暗室進行。記錄三種儀器測量的最平坦曲率徑線K1，最陡峭曲率徑線K2，計算平均角膜曲率(mean keratometry，Km)，Km=(K1+K2)/2。記錄散光參數(shù)，包括散光值和散光軸位，采用傅里葉轉(zhuǎn)換公式：J0=-[cylinder/2] cos [2axis]；J45=-[cylinder/2] sin [2axis]，對散光值和軸向進行矢量轉(zhuǎn)換。

2結(jié)果

2.1三種儀器測量值的差異性和相關(guān)性三種儀器測量低中度青少年近視患者的K1、K2、Km、J0、J45結(jié)果見表1、2。差異性分析結(jié)果顯示(表3、4)，Pentacam和角膜地形圖測量低度和中度青少年近視患者J45的測量值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；Pentacam和IOL Master測量低度近視患者J0的測量值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；Pentacam和角膜地形圖測量低度近視患者K2、中度近視患者J0的測量值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；三種儀器測量低度和中度青少年近視患者其他測量值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示(表3、4)，三種儀器測量結(jié)果兩兩分析均呈正線性相關(guān)(r=0.545～0.997，均P<0.001)。

2.2三種儀器測量值的一致性低度近視組患者采用三種儀器測量角膜曲率和散光數(shù)據(jù)的一致性分析結(jié)果顯示(圖1)，Pentacam與IOL Master測量K1、K2、Km、J0、J45分別有4.2%(6/141)、4.3%(6/141)、5.0%(7/141)、2.8%(4/141)、5.7%(8/141)位于95%一致性界限(limits of agreement，LoA)以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.66、0.80、0.62、0.44、0.36D；Pentacam與角膜地形圖測量K1、K2、Km、J0、J45分別有0.7%(1/141)、3.5%(5/141)、1.4%(2/141)、3.5%(5/141)、3.5%(5/141)位于95%LoA以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.57、0.57、0.51、0.29、0.35D；IOL Master與角膜地形圖測量K1、K2、Km、J0、J45分別有2.1%(3/141)、4.2%(6/141)、3.5%(5/141)、3.5%(5/141)、5.0%(7/141)位于95%LoA以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.63、0.82、0.65、0.40、0.40D。

中度近視組患者采用三種儀器測量角膜曲率和散光數(shù)據(jù)的一致性分析結(jié)果顯示(圖2)，Pentacam與IOL Master測量K1、K2、Km、J0、J45分別有6.0%(9/150)、4.7%(7/150)、3.3%(5/150)、5.3%(8/150)、4.7%(7/150)位于95%LoA以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.58、0.81、0.59、0.40、0.33D；Pentacam與角膜地形圖測量K1、K2、Km、J0、J45分別有5.3%(8/150)、4.0%(6/150)、5.3%(8/150)、4.7%(7/150)、5.3%(8/150)位于95%LoA以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.44、0.47、0.37、0.33、0.37D；IOL Master與角膜地形圖測量K1、K2、Km、J0、J45分別有4.7%(7/150)、6.7%(10/150)、3.3%(5/150)、4.7%(7/150)、6.7%(10/150)位于95%LoA以外，兩種方法測量結(jié)果上下限絕對值的最大值分別為0.42、0.64、0.43、0.40、0.39D。

3討論

我國青少年近視發(fā)展呈逐年升高的趨勢[2]，角膜塑形鏡作為一種可逆性非手術(shù)治療方式可有效改善青少年患者近視情況[3]，而眼表參數(shù)的測量對于角膜塑形鏡的驗配尤為重要。Pentacam、IOL Master和角膜地形圖均為眼表參數(shù)的非接觸測量儀器，目前關(guān)于三種儀器測量近視患者的眼部參數(shù)能否互相替換仍存在分歧。本研究主要分析Pentacam、IOL Master與角膜地形圖的差異性和一致性，為臨床使用提供依據(jù)。

Pentacam眼前節(jié)測量儀是應(yīng)用Scheimpflug攝像機，通過旋轉(zhuǎn)攝像，1s可掃描25條線，測量并分析25 000個點，可以準確地測量角膜、前房以及晶狀體的數(shù)值，并將結(jié)果以彩色圖形顯示，其聚焦景深大，成像清晰[4-5]。IOL Master光學(xué)生物測量儀是基于部分相干干涉測量的原理[6]，其原理基于角膜曲率計，通過儀器的照相機記錄投射在角膜前表面直徑為2.3mm范圍內(nèi)光點的反射距離，從而測量出環(huán)形的表面曲率半徑，計算得到兩點間的平均角膜曲率[7]。角膜地形圖是基于placido盤的原理，將25～34個同心圓環(huán)均勻地投射到角膜表面，同時系統(tǒng)進行實時動態(tài)攝像，通過區(qū)域化角膜形態(tài)將其以彩色編碼圖形式呈現(xiàn)出來，不僅能分析角膜中心也能分析角膜周邊的曲率，更能全面地表現(xiàn)角膜形態(tài)[8]。

儀器K1K2KmJ0J45Pentacam42.35±1.2843.46±1.4142.90±1.33-0.525±0.2520.017±0.165IOL Master42.57±1.3043.74±1.4643.16±1.36-0.534±0.2950.087±0.171角膜地形圖42.42±1.3143.50±1.4342.96±1.35-0.499±0.2270.015±0.204

儀器K1K2KmJ0J45Pentacam42.45±1.3743.71±1.5443.08±1.43-0.599±0.3110.028±0.170IOL Master42.64±1.4244.00±1.5843.32±1.47-0.646±0.3090.071±0.169角膜地形圖42.51±1.3943.76±1.5243.13±1.44-0.575±0.2890.015±0.217

表3 三種儀器測得低度近視患者角膜曲率和角膜散光結(jié)果的相關(guān)性和差異性

儀器參數(shù)相關(guān)性rP差異性差值( x±s,D)tP95%CIPentacam vs IOL MasterK10.985<0.001-0.221±0.21-11.796<0.001-0.258～-0.184K20.983<0.001-0.283±0.70-12.615<0.001-0.327～-0.239Km0.991<0.001-0.252±0.38-16.073<0.001-0.283～-0.221J00.684<0.0010.010±0.360.5140.608-0.027～0.046J450.622<0.001-0.069±0.18-5.625<0.001-0.094～-0.045Pentacam vs 角膜地形圖K10.981<0.001-0.070±0.23-3.2720.001-0.113～-0.028K20.982<0.001-0.037±0.69-1.5890.114-0.082～0.009Km0.985<0.001-0.053±0.39-2.7170.007-0.092～-0.015J00.847<0.001-0.026±0.33-2.2650.025-0.048～-0.003J450.545<0.0010.003±0.220.1780.859-0.027～0.033IOL Master vs 角膜地形圖K10.982<0.0010.151±0.207.297<0.0010.110～0.192K20.980<0.0010.246±0.259.997<0.0010.198～0.295Km0.986<0.0010.198±0.1810.310<0.0010.160～0.237J00.774<0.001-0.036±0.18-2.2450.026-0.066～-0.004J450.618<0.0010.072±0.175.121<0.0010.044～0.100

表4 三種儀器測得中度近視患者角膜曲率和角膜散光結(jié)果的相關(guān)性和差異性

儀器參數(shù)相關(guān)性rP差異性差值( x±s,D)tP95%CIPentacam vs IOL MasterK10.990<0.001-0.185±0.20-11.404<0.001-0.217～-0.153K20.986<0.001-0.288±0.27-13.293<0.001-0.331～-0.245Km0.993<0.001-0.237±0.18-15.916<0.001-0.266～-0.207J00.833<0.0010.047±0.183.2100.0020.018～0.076J450.632<0.001-0.044±0.15-3.672<0.001-0.070～-0.020Pentacam vs 角膜地形圖K10.990<0.001-0.057±0.20-3.590<0.001-0.089～-0.026K20.990<0.001-0.050±0.21-2.8610.005-0.085～-0.015Km0.994<0.001-0.054±0.16-4.040<0.001-0.080～-0.027J00.864<0.001-0.025±0.16-1.9200.057-0.050～0.000J450.589<0.0010.013±0.180.8840.378-0.016～0.042IOL Master vs 角膜地形圖K10.994<0.0010.128±0.1510.448<0.0010.104～0.152K20.992<0.0010.238±0.2014.263<0.0010.205～0.271Km0.997<0.0010.183±0.1218.117<0.0010.163～0.203J00.845<0.001-0.072±0.17-5.236<0.001-0.099～-0.045J450.628<0.0010.057±0.174.024<0.0010.029～0.084

圖1低度近視組三種儀器測量結(jié)果的一致性分析A～E: Pentacam與IOL Master對K1、K2、Km、J0、J45的測量；F～J：Pentacam與角膜地形圖對K1、K2、Km、J0、J45的測量；K～O：IOL Master與角膜地形圖對K1、K2、Km、J0、J45的測量。

圖2中度近視組三種儀器測量結(jié)果的一致性分析A～E：Pentacam與IOL Master對K1、K2、Km、J0、J45的測量；F～J：Pentacam與角膜地形圖對K1、K2、Km、J0、J45的測量；K～O：IOL Master與角膜地形圖對K1、K2、Km、J0、J45的測量。

本研究發(fā)現(xiàn)，在低度近視患者中，IOL Master與角膜地形圖在K1、K2、Km、J0、J45的測量上都具有統(tǒng)計學(xué)差異，IOL Master測量出的角膜曲率K1、K2、Km均大于角膜地形圖的測量結(jié)果；Pentacam與角膜地形圖在K1、Km、J0的測量上具有統(tǒng)計學(xué)差異，但在K2及J45的測量上無統(tǒng)計學(xué)差異，角膜地形圖測量出的角膜曲率K1、Km略大于Pentacam的測量結(jié)果，差值約為0.05D，Bland Altman一致性分析顯示Pentacam與角膜地形圖兩種儀器在測量K1、K2、Km、J0、J45時95%LoA分別為-0.57～0.43、-0.57～0.50、-0.51～0.40、-0.29～0.24、-0.35～0.35D；Pentacam與IOL Master在K1、K2、Km、J45的測量上具有統(tǒng)計學(xué)差異，但在J0的測量上無統(tǒng)計學(xué)差異，IOL Master測量出的角膜曲率K1、K2、Km大于Pentacam的測量結(jié)果，差值約為0.25D。在中度近視患者中，IOL Master與角膜地形圖在K1、K2、Km、J0、J45的測量上都具有統(tǒng)計學(xué)差異，IOL Master測量出的角膜曲率K1、K2、Km大于角膜地形圖的測量結(jié)果；Pentacam與角膜地形圖在K1、K2、Km的測量上具有統(tǒng)計學(xué)差異，但是在J0、J45的測量上無統(tǒng)計學(xué)差異，角膜地形圖測出的角膜曲率K1、K2、Km略大于Pentacam的檢測結(jié)果，差值約為0.05D，Bland Altman一致性分析顯示Pentacam與角膜地形圖兩種儀器在測量K1、K2、Km、J0、J45時95%LoA分別為-0.44～0.33、-0.47～0.37、-0.37～0.27、-0.33～0.28、-0.34～0.37D，差值的均數(shù)分別為-0.06、-0.05、-0.05、-0.02、0.01D，均接近0；Pentacam與IOL Master在K1、K2、Km、J0、J45的測量上都具有統(tǒng)計學(xué)差異，IOL Master測量出的角膜曲率K1、K2、Km大于Pentacam的測量結(jié)果，差值約為0.25D。

此外，我們發(fā)現(xiàn)三種儀器測得K1、K2、Km、J0、J45具有顯著相關(guān)性，三種儀器兩兩之間均具有正相關(guān)性(P<0.001)。在低度近視患者中，Pentacam與IOL Master測量值的差值均數(shù)為-0.28～0.01D，Pentacam與角膜地形圖測量值的差值均數(shù)為-0.07～0.00D，IOL Master與角膜地形圖測量值的差值均數(shù)為-0.04～0.25D。在中度近視患者中，Pentacam與IOL Master測量值的差值均數(shù)為-0.29～0.05D，Pentacam與角膜地形圖測量值的差值均數(shù)為-0.06～0.01D，IOL Master與角膜地形圖測量值的差值均數(shù)為-0.07～0.24D。上述研究結(jié)果表明，三種儀器測量角膜曲率及軸位的差異性、一致性在低度和中度近視患者中情況基本一致。低中度近視患者中，Pentacam與角膜地形圖Bland-Altman差值的均數(shù)均接近0，表明Pentacam與角膜地形圖在低中度近視患者的角膜曲率測量上，一致性較高，說明Pentacam和角膜地形圖對于低中度近視患者的角膜曲率值的測量具有良好的可重復(fù)性、穩(wěn)定性及準確性，這與既往研究[9-10]結(jié)果一致。三種儀器測量低中度青少年近視患者Km的兩兩比較差值范圍為0.05～0.3D，IOL Master測量出的角膜曲率無論是低度還是中度近視皆大于角膜地形圖的測量結(jié)果，這與既往研究[11-14]結(jié)果一致。Dong等[15]對高度近視組和無屈光不正組受檢者進行研究，結(jié)果顯示IOL Master和Pentacam測量的高度近視組和無屈光不正組在角膜曲率測量上存在統(tǒng)計學(xué)差異。分析本研究中三種儀器測量角膜曲率及散光參數(shù)的差異性主要來源于測量的角膜直徑范圍不同，越往角膜中央?yún)^(qū)角膜越陡峭[16]，且散光結(jié)果易受患者頭位的影響，從而導(dǎo)致其軸位偏差[17]。Pentacam測量角膜前表面中央直徑為3mm范圍內(nèi)的角膜曲率，旋轉(zhuǎn)掃描獲得眼前節(jié)完整圖像。IOL Master測量的是角膜前表面中央直徑為2.3mm范圍內(nèi)的角膜曲率，通過測量角膜表面曲率半徑，進而計算出兩點間的平均角膜曲率，不能夠全面反映整個角膜表面的曲率情況。角膜地形圖測量的是3mm和5mm范圍角膜直徑的曲率，取兩次測量結(jié)果的平均值。此外，本研究結(jié)果與既往部分研究結(jié)果具有一定的差異，分析也可能與測量過程中角膜中心的對齊狀態(tài)存在偏差以及選擇的研究對象、研究方法不同等有關(guān)。

綜上所述，對于低中度青少年近視患者角膜塑形鏡驗配前進行角膜曲率檢查，三種儀器檢測結(jié)果可以互相參考。Pentacam與角膜地形圖的角膜曲率測量值一致性最好且差異性較小，但對于三種儀器是否可以互相替代仍需要眼視光醫(yī)師結(jié)合具體的臨床要求并針對其適用范圍謹慎考慮。