光線追蹤技術(shù)測算人工晶狀體度數(shù)的臨床觀察

孫明 周龔莉 彭婷婷 雷榮 鮑先議

·臨床研究·

光線追蹤技術(shù)測算人工晶狀體度數(shù)的臨床觀察

孫明 周龔莉 彭婷婷 雷榮 鮑先議

目的 比較光線追蹤技術(shù)與光學(xué)生物測量方法計算人工晶狀體度數(shù)的準(zhǔn)確性。方法 選擇可以用IOL-Master測量出角膜曲率和眼軸的白內(nèi)障患者60例(81只眼)，分為正常眼軸組(22mm≤AL≤24mm)和長眼軸組(AL>24mm)，行普通的同軸微切口白內(nèi)障超聲乳化加IOL植入術(shù)，植入人工晶狀體度數(shù)按照IOL-Master測算結(jié)果，術(shù)前同時行角膜地形圖檢查及A超測量晶狀體厚度，并應(yīng)用Phaco-optics軟件計算人工晶狀體度數(shù)。術(shù)后1個月進(jìn)行電腦驗(yàn)光。根據(jù)術(shù)后驗(yàn)光結(jié)果計算IOL理論度數(shù)，兩種測算方法的屈光預(yù)測誤差和絕對預(yù)測誤差。用SPSS19.0軟件進(jìn)行比較分析。結(jié)果 (1)所有納入患者應(yīng)用角膜地形圖所測量的K1、K2值均小于IOLMaster的測量結(jié)果，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，而兩者測量的中央前房深度比較無明顯差異(P>0.05)。(2)正常眼軸組應(yīng)用IOL-Master測算方法和Phacooptics軟件得到的預(yù)測屈光誤差分別為(-0.182± 0.762)D、(-0.244± 0.967)D，比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)，而長眼軸組分別為(-0.89± 0.652)D、(0.47± 1.575)D，比較有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。(3)長眼軸組中應(yīng)用Phacooptics軟件測算的絕對誤差與散光大小有明顯正相關(guān)性(P<0.05)，與眼軸無相關(guān)性(P>0.05)，而以IOLMaster計算公式為基礎(chǔ)的LSW1公式的絕對誤差與散光大小無明顯相關(guān)(P>0.05)，與眼軸有明顯正相關(guān)性(P<0.05)。結(jié)論 基于光線追蹤技術(shù)的Phacooptics軟件適用于散光較小的正常眼軸患者，對于長眼軸患者的計算結(jié)果有輕度遠(yuǎn)視傾向，但隨眼軸長短的變異性較小。

光線追蹤技術(shù)；Phacooptics；眼軸；散光；人工晶狀體度數(shù)；白內(nèi)障

[J Clin Ophthalmol,2017,25:22]

伴隨著屈光白內(nèi)障時代的到來，人工晶狀體度數(shù)測量的準(zhǔn)確性問題顯得尤為突出。目前較為常用的人工晶狀體計算公式中，既使公認(rèn)較為準(zhǔn)確的Haigis、SRK-T等第三代人工晶狀體計算公式都會因眼軸的變化而產(chǎn)生較大的誤差[1]，因此，我們迫切地需要找到一種可以適合于所有眼軸長度，乃至所有白內(nèi)障患者的人工晶狀體計算方法。近年來，市場上出現(xiàn)一種新的基于光線追蹤技術(shù)的人工晶狀體計算軟件-由Olsen等設(shè)計的Phaco optics軟件。本研究觀察了該方法測量人工晶狀體度數(shù)的準(zhǔn)確性，為提高可信度，我們僅選取了術(shù)前可用IOL Master測量出眼軸的患者進(jìn)行比較，排除了A型超聲測量誤差這一影響因素，根據(jù)患者術(shù)后的屈光誤差推算出屈光預(yù)測誤差，與我們目前常用的人工晶狀體測算方案比較，分析這一新的人工晶狀體測算方法的準(zhǔn)確性、特點(diǎn)及適用范圍。

資料與方法

一、對象

本研究為回顧性比較分析。研究對象包括2015年9月至2015年12月于武漢愛爾眼科醫(yī)院接受普通同軸微切口白內(nèi)障超聲乳化聯(lián)合后房型IOL植入術(shù)的白內(nèi)障患者60例(81只眼)，根據(jù)其眼軸長短分為：正常眼軸組30例(36只眼)(22 mm≤AL≤24 mm)和長眼軸組30例(45只眼)(AL>24 mm)，年齡32～84(平均63.6)歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)白內(nèi)障較重，應(yīng)用IOL-Master無法測出眼軸長者；(2)合并明顯晶狀體脫位或淺前房者；(3)合并青光眼、視網(wǎng)膜脫離；(4)有屈光手術(shù)或外傷史者；(5)術(shù)中發(fā)生后囊膜破裂，植入IOL于睫狀溝者；(6)術(shù)后可能無法繼續(xù)隨訪者。

二、方法

所有患者術(shù)前行IOL Master檢查，根據(jù)IOLMaster(Zeiss IOLMaster 500)結(jié)果制定植入IOL度數(shù)方案：眼軸(AL)22 mm≤AL≤24 mm者應(yīng)用優(yōu)化的Haigis公式，AL>24 mm者應(yīng)用LSW1經(jīng)驗(yàn)公式[2]計算，計算方法如下：將IOL-Master得出SRK-T公式和SRK-Ⅱ公式中目標(biāo)屈光度最接近于零的度數(shù)分別記為PSRK-T和PSRK-Ⅱ，P=(2×PSRK-T和PSRK-Ⅱ)÷3+修正值，修正值≈(眼軸長度-23.65)×修正系數(shù)，眼軸≤27 mm，修正系數(shù)=0.2；>27 mm，系數(shù)=0.3。所有患者人工晶狀體度數(shù)均按照此方案選取植入。同時所有患者術(shù)前行角膜地形圖(德國oculus公司Pentacam HR版)檢查及A型超聲(直接接觸法)測量晶狀體厚度，將晶狀體厚度和眼軸代入Pentacam HR版中安裝的Phaco optics軟件，選擇植入的人工晶狀體，即可得到建議植入的人工晶狀體度數(shù)并記錄。患者術(shù)后1個月行電腦驗(yàn)光，記錄等效球鏡度數(shù)并推算出擬達(dá)到完全正視狀態(tài)所需的IOL度數(shù)[3]，即IOL理論度數(shù)(IOL theory)=實(shí)際植入IOL度數(shù)+DSpost×0.67(DSpost為術(shù)后屈光不正度數(shù))。計算兩組患者分別應(yīng)用兩種測算方法導(dǎo)致的預(yù)測屈光誤差(predictive error,PE)=(IOL理論度數(shù)-實(shí)際植入IOL度數(shù))/0.67，其絕對值為絕對預(yù)測誤差(absolute predictive error,AE)。

所有手術(shù)均由經(jīng)驗(yàn)豐富的白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)醫(yī)師應(yīng)用愛爾康infinity超乳儀完成，均采用表面麻醉，顳上方鞏膜隧道切口，寬度2.2 mm，5.5 mm直徑的連續(xù)環(huán)形撕囊，IOL植入囊袋內(nèi)，手術(shù)完成順利，無不良并發(fā)癥。植入的人工晶狀體均為非球面材料。

三、統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

所有納入患者應(yīng)用IOLMaster和角膜地形圖所測得的生物學(xué)數(shù)據(jù)見表1，角膜地形圖測得的K1、K2和散光值均小于IOLMaster的測量值，比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，而兩者測得的前房深度(ACD)值比較無明顯差異(P>0.05)。正常眼軸組和長眼軸組的IOLtheory分別為(22.60±2.58)、(11.75±5.43) 。正常眼軸組應(yīng)用IOLMaster測算方法和Phacooptics軟件得到的PE值分別為(-0.182± 0.762)D、(-0.244± 0.967)D，比較無統(tǒng)計學(xué)差異(t=0.373,P=0.711)，AE值分別為(0.62±0.47)D、(0.74±0.66)D，比較無統(tǒng)計學(xué)差異(t=1.003,P=0.323)，而長眼軸組PE值分別為(-0.89± 0.65)D、(0.47± 1.58)D，比較有明顯統(tǒng)計學(xué)差異(t=5.783,P<0.001)，AE值分別為(0.97± 0.53)D、(1.22±1.09)D，比較無統(tǒng)計學(xué)差異(t=1.506,P=0.139)。長眼軸組中應(yīng)用Phacooptics軟件測算結(jié)果的AE值與散光大小有明顯正相關(guān)性(見圖1)(r=0.383,P=0.009)，與眼軸無相關(guān)性(見圖2)(r=0.089,P=0.563)，而LSW1公式測算結(jié)果與散光大小無明顯相關(guān)(見圖3)(r=-0.222,P=0.143)，與眼軸有明顯正相關(guān)性(見圖4)(r=0.296 ,P=0.048)。Phacooptics軟件在長眼軸患者的應(yīng)用中結(jié)果有輕度遠(yuǎn)視傾向(見圖5)。

表1 IOL Master和Pentacam測量的生物學(xué)參數(shù)

圖1 長眼軸患者Phaco optics測算結(jié)果與散光的相關(guān)性

圖2 長眼軸患者Phaco optics測算結(jié)果與眼軸的相關(guān)性

圖3 長眼軸患者LSW1公式測算結(jié)果與散光的相關(guān)性

圖4 長眼軸患者LSW1公式測算結(jié)果與眼軸的相關(guān)性

圖5 兩種測算方法在長眼軸患者中的PE值比較

討 論

目前的眼軸測量主要依賴于A型超聲和IOLMaster，但較為主流的觀點(diǎn)認(rèn)為IOLMaster的測量結(jié)果優(yōu)于A型超聲[4]，因此我們的研究僅選用了可用IOLMaster測量出眼軸的白內(nèi)障患者。為了進(jìn)一步提高研究的可靠性，我們排除了短眼軸患者，因其特殊的解剖結(jié)構(gòu)，通常伴有高眼壓，淺前房，窄房角，小眼球等病理性因素[5]，術(shù)前術(shù)后前房深度變化難以預(yù)測，且病例較少，目前在這一新型人工晶狀體測算方法的研究初期，我們僅選取最常見、生物學(xué)參數(shù)測量最準(zhǔn)確的病例作為研究對象。

所有納入患者的IOLMaster和角膜地形圖檢查均由經(jīng)驗(yàn)豐富的技師反復(fù)測量3次以上，可信度較高，我們的結(jié)果顯示角膜地形圖測得的K1、K2和散光值均小于IOLMaster的測量值，這與DehnaviZ等[6]最近的研究結(jié)果相符，也與我們平時的臨床觀察是一致的，排除了測量誤差的影響因素。

LSW1公式是根據(jù)大量高度近視患者的術(shù)后驗(yàn)光結(jié)果總結(jié)出來的回歸公式，近幾年來已在愛爾眼科集團(tuán)內(nèi)部多家醫(yī)院廣泛應(yīng)用，對于高度近視白內(nèi)障患者的人工晶狀體度數(shù)計算有較高的準(zhǔn)確度，已有部分臨床觀察結(jié)果的報告[2]，因此選擇該公式作為長眼軸組患者的對照公式，可以更好地評估Phacooptics軟件在高度近視患者中的應(yīng)用價值。

光線追蹤技術(shù)應(yīng)用斯內(nèi)爾定律，追蹤入射光線到達(dá)的每一個折射面及所有入射光線來得到全眼球的波前像差誤差，再通過特定方法估算出人工晶狀體度數(shù)。其中角膜屈光力的計算均應(yīng)用角膜地形圖測量的真實(shí)值，不依賴于任何虛擬的參數(shù)，可以在任何角膜直徑下進(jìn)行計算，因此，從理論上來說，Phacooptics軟件應(yīng)該可以得到最準(zhǔn)確的結(jié)果。

但是，在本研究中，通過術(shù)后屈光誤差推算出預(yù)測誤差，正常眼軸組中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用IOLMaster測算方法和Phacooptics軟件得到的預(yù)測結(jié)果(PE和AE值)均無明顯差異，而在長眼軸組中，基于IOLMaster中的SRK-T和SKR-Ⅱ公式推導(dǎo)的LSW1公式得到的PE值明顯小于Phacooptics軟件的預(yù)測結(jié)果，而AE值無明顯差異。我們認(rèn)為Phacooptics軟件可以用來測算正常眼軸患者的人工晶狀體度數(shù)，對于長眼軸患者的屈光預(yù)測結(jié)果有輕度遠(yuǎn)視傾向，不適合高度近視人群。而LSW1公式應(yīng)用于長眼軸患者的測算結(jié)果恰好為輕度偏近視，基本符合高度近視患者術(shù)后的日常視覺習(xí)慣[7]。

另外，本研究還分析了絕對預(yù)測誤差與眼軸和散光的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Phacooptics軟件測算的絕對預(yù)測誤差不依賴于眼軸的變化，這是目前所有IOLMaster計算公式所不具備的優(yōu)勢。綜合各因素來看，術(shù)后人工晶狀體有效位置(ELP)的預(yù)估是人工晶狀體度數(shù)計算的難點(diǎn)，而Phacooptics軟件中預(yù)測ELP的基礎(chǔ)是Olsen等提出的C常數(shù)理論[8]，無需眼軸和角膜曲率的參與，我們的結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，但其仍僅適用于少數(shù)人群，我們考慮以下幾種原因：(1)軟件內(nèi)置的每種人工晶狀體的C常數(shù)是國外學(xué)者根據(jù)白色人種的臨床結(jié)果推算出來的，是否對中國人或黃色人種不太適合。(2)Phacooptics的測算結(jié)果包含了術(shù)后殘留散光這一影響因素，正常眼軸患者通常散光較小，對結(jié)果影響不大，而高度近視患者往往伴隨較高度數(shù)的散光，且這種散光無法通過白內(nèi)障手術(shù)矯正，是否需要考慮術(shù)后殘留的散光或是否需要將殘留散光全部考慮在內(nèi)。(3)我們在以往計算的過程中將目標(biāo)屈光度均設(shè)為0，是否應(yīng)該根據(jù)患者的眼軸或術(shù)后殘留散光設(shè)定個性化的目標(biāo)屈光度？這些問題需要我們今后展開進(jìn)一步的觀察研究。

從目前臨床觀察結(jié)果看，正常眼軸伴較小散光患者可應(yīng)用Phacooptics軟件測算，結(jié)果可靠，但長眼軸患者建議應(yīng)用LSW1公式，根據(jù)我們兩年多以來的臨床觀察，此公式的結(jié)果安全且簡便、實(shí)用，遠(yuǎn)視比例極低。但Phacooptics軟件的應(yīng)用仍然有待于我們進(jìn)一步的開發(fā)及改進(jìn)，尤其是一些目前應(yīng)用IOLMaster難以測算的病例，如準(zhǔn)分子術(shù)后患者。

[1] 鄭虔，趙鎮(zhèn)南，趙云娥，等.軸性高度近視眼超聲乳化白內(nèi)障吸除聯(lián)合人工晶狀體植入術(shù)后屈光度數(shù)誤差分析.中華眼科雜志，2015，51：276-281.

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[7] 張婉琪，張少斌，邱坤良.高度近視合并白內(nèi)障術(shù)后不同屈光狀態(tài)與日常視覺活動質(zhì)量的關(guān)系。中華眼外傷職業(yè)眼病雜志，2015，37:514-518.

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(收稿：2016-07-19)

Intraocular lens power calculation using ray-tracing technique

SunMing,ZhouYanli,PengTingting,LeiRong,BaoXianyi.WuhanAierEyeHospital,Wuhan,Hubei430064,China

Objective To compare the accuracy of ray-tracing technique and IOL Master for intraocular lens (IOL) power calculation. Methods 81 eyes of 60 patients whose axial length and corneal curvature measured by IOL Master were collected and divided into two groups, normal axial length group (22mm≤AL≤24 mm) and long axial length group (AL>24 mm). All patients accepted coaxial phacoemulsification cataract extraction through micro incision combined with IOL implantation. IOL Master decided the power of actual implanted IOL. Meanwhile, all patients were examined with corneal topography and type A ultrasound before operation, and IOL power was calculated with Phaco Optics software. The refractive errors at 1 month after surgery were measured by automatic refractor. Theoretical IOL degree, predictive error (PE) and absolute predictive error (AE) of the two calculation approaches were calculated based on the results of postoperative refraction. The results were analyzed by SPSS 19.0 software. Results 1) Among all the patients selected in this study, K1 and K2 measured by corneal topography were smaller than that measured by IOL Master (P<0.05).Anteriorchamberdepthmeasuredbytwoinstrumentshadnosignificantdifference(P>0.05). 2)PEofIOLMasterandPhacoOpticssoftwareinthenormalaxiallengthgroupwere-0.182± 0.762Dand-0.244±0.967D,andtherewasnosignificantdifference(P>0.05).PEinthelongaxiallengthgroupwere-0.89±0.652Dand0.47±1.575Drespectively,PEofIOLMasterwassignificantlysmallerthanthatofPhacoOpticssoftware(P<0.05). 3)AEofPhacoOpticssoftwareinthelongaxiallengthgroupwaspositivelycorrelatedwithastigmatism(P<0.05),butnotcorrelatedwithaxiallength.However,AEofLSW1formulawhichbasedonIOLMastercalculationformulawasnotcorrelatedwithastigmatismbutpositivelycorrelatedwithaxiallength(P<0.05). Conclusions Phaco Optics software based on ray-tracing technique is good for normal axial length patients with slight astigmatism. Our results showed a hyperopia tendency for patients with long axial length, but its correlation with axial length is weak.

Ray tracing; Phaco Optics; Axial length; Astigmatism; Intraocular lens power; Cataract

10.3969/j.issn.1006-8422.2017.01.007

430064 武漢愛爾眼科醫(yī)院

鮑先議(Email:baoxy08@sina.com)

[臨床眼科雜志，2017，25：22]