Corvis ST角膜生物力學(xué)分析儀測(cè)量近視眼角膜厚度

黎長(zhǎng)金，李雪，陸強(qiáng)

(佛山市第二人民醫(yī)院視光一科，廣東 佛山 528000)

近年來(lái)，近視患病率在快速攀升，已發(fā)展成公共衛(wèi)生問(wèn)題[1]。越來(lái)越多的近視患者選擇角膜屈光手術(shù)治療近視，但術(shù)后導(dǎo)致的角膜并發(fā)癥逐漸受到人們的重視，因此術(shù)前對(duì)角膜的檢查成為規(guī)避各類術(shù)后角膜疾病風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。其中，人眼的中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)是最重要角膜生物力學(xué)參數(shù)中之一，CCT的準(zhǔn)確測(cè)量為屈光術(shù)前眼疾病的診斷、手術(shù)方案的設(shè)計(jì)以及術(shù)后的預(yù)測(cè)、并發(fā)癥的預(yù)防提供了重要依據(jù)。Corvis ST是一種新型的角膜生物力學(xué)分析儀，它使用噴氣的方式使角膜形變，以每秒4300幀以上的速度捕獲角膜水平子午線(8 mm直徑)的形變圖像，在30 ms的噴氣過(guò)程中共攝取140張圖像[2-3]，記錄角膜的形變?nèi)^(guò)程及動(dòng)態(tài)反應(yīng)，最終包括中央角膜厚度、眼壓等角膜生物力學(xué)參數(shù)指標(biāo)。本文旨在將Corvis ST與A型超聲測(cè)厚儀、Lenstar LS 900三種儀器測(cè)量的中央角膜厚度作對(duì)比，研究Corvis ST與后兩者儀器的差異性、相關(guān)性與一致性，探討其在屈光術(shù)前檢查的臨床應(yīng)用意義及價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

隨機(jī)抽取佛山市第二人民醫(yī)院2020年3至12月間屈光術(shù)前近視患者244例，并以右眼(244眼)為研究對(duì)象，其中男71 例，女173 例，年齡18～40(26.52±5.27)歲，術(shù)前等效球鏡度為-8.75～0.00(-4.82±1.80) D。排除標(biāo)準(zhǔn)：圓錐角膜、眼部器質(zhì)性病變、視神經(jīng)病變、白內(nèi)障，近1個(gè)月內(nèi)無(wú)接觸鏡配戴史，無(wú)眼部手術(shù)史。按照CCT將患者分為3組[4]：薄角膜組(CCT≤520 μm，73眼)、正常角膜組(520 μm＜CCT≤570 μm，118眼)、厚角膜組(CCT＞570 μm，53眼)，分別對(duì)3組數(shù)據(jù)作對(duì)比分析。

本研究已獲得佛山市第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，同時(shí)將試驗(yàn)方法、可能存在的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)方案告知患者，并在患者同意下簽署知情同意書。檢查儀器：Corvis ST(Oculus，德國(guó))、A型超聲角膜測(cè)厚儀(A-scan Plus，美國(guó))、Lenstar LS 900(Haag-Streit，瑞士)。

1.2 方法

1.2.1 Corvis ST 角膜生物力學(xué)分析儀檢查

囑近視患者下頜部置于下頜托，額頭緊貼額托，囑受檢者眨眼數(shù)次后睜開(kāi)雙眼并注視中央紅點(diǎn)固視目標(biāo)；將Corvis ST 檢查儀測(cè)壓頭對(duì)準(zhǔn)角膜頂點(diǎn)后進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，均勻向角膜施加空氣脈沖壓力，完成1次操作；重復(fù)檢查5次，兩次測(cè)量之間間隔2～5 min，在5次獲取的CCT中取圖像質(zhì)量最好的一次并將CCT納入本研究。

1.2.2 Lenstar LS 900 檢查

近視患者采用坐位，下頜放置于儀器的下頜托上，額頭固定；囑近視患者注視前方閃爍的紅色固視標(biāo)，通過(guò)操作手柄來(lái)移動(dòng)儀器的探頭與檢查者的測(cè)量距離，同時(shí)仔細(xì)觀察電腦上探頭與被檢測(cè)眼的距離是否合適的提示，并根據(jù)電腦的提示進(jìn)行調(diào)節(jié)、對(duì)焦；按下測(cè)量按鈕可完成1次測(cè)量，記錄中央角膜厚度值，重復(fù)測(cè)量5次取其平均值并納入本研究。

1.2.3 A 型超聲測(cè)厚儀檢查

用擋光布遮蔽房間四周形成暗示環(huán)境，囑近視患者睜大雙眼，使瞳孔處于自然狀態(tài)；近視患者在滴4 g/L鹽酸丙美卡因滴眼液表面麻醉后，囑受檢者仰臥位，固定注視正上方；等待15 s后，將A超測(cè)厚儀探頭垂直置于角膜中央，輕微接觸，每眼連續(xù)測(cè)量10次，取最小值CCT納入本研究。

1.2.4 一致性評(píng)價(jià)

以一致性界限范圍內(nèi)的最大絕對(duì)值范圍大于10 μm作為超出臨床可接受誤差范圍[5]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。描述性統(tǒng)計(jì)，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)，不符合則采用中位數(shù)(四分位距)[median (IQR)]表示；數(shù)據(jù)差異，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用配對(duì)t檢驗(yàn)(pairedt-test)，否則采用Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)(Wilcoxon Signed-Rank Test)。并且對(duì)檢驗(yàn)的P值做多重比較Boferroni校正；相關(guān)性分析，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用Pearson法，不符合則采用Spearman法；采用ICC(使用雙向混合效應(yīng)模型，絕對(duì)一致性)和Bland-Altman圖，設(shè)定臨床可以接受的最大誤差為10 μm，分析數(shù)據(jù)一致性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 薄角膜組

2.1.1 差異性

Corvis ST測(cè)量值為[518.0 (20.5)] μm，A超測(cè)量值為[503.0 (22.5)] μm，Lenstar測(cè)量值為[511.0(19.5)] μm。Corvis ST與A超、Lenstar的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001，P＜0.001；表1)。

表1 各分組三種儀器測(cè)量CCT的差異性比較Table 1 Comparison of difference of CCT measured by three instruments in each group

2.1.2 相關(guān)性

Corvis ST、A超、Lenstar測(cè)量值的正態(tài)性檢驗(yàn)分別為P=0.032、P＜0.001、P=0.916，3組數(shù)據(jù)不完全合正態(tài)分布，采用Spearman分析法。CorvisST與A超、Lenstar間呈高度正相關(guān)(r=0.841，P＜0.001；r=0.832，P＜0.001)；Lenstar與A超呈高度正相關(guān)性(r=0.905，P＜0.001)。

2.1.3 一致性

Cor vis ST與A超的ICC值及95%置信區(qū)間為0.602(0.091，0.857)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-2.2～24.2 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖1)。Corvis ST與Lenstar的ICC值及95%置信區(qū)間為0.758(0.221，0.901)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-6.7～19.5 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖2)。

圖1 薄角膜組Corvis ST與A超的Bland-Altman一致性分析Figure 1 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and A ultrasound in the thin cornea group

圖2 薄角膜組Corvis ST與Lenstar的Bland-Altman一致性分析Figure 2 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and Lenstar in the thin cornea group

2.2 正常角膜組

2.2.1 差異性

Cor vis ST測(cè)量值為[555.0(23.0)] μm，A超測(cè)量值為[550.5(30.0)] μm，Lenstar測(cè)量值為[547.0(25.0)] μm。Corvis ST與A超、Lenstar的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001，P＜0.001；表1)。

2.2.2 相關(guān)性

Corvis ST、A超、Lenstar測(cè)量值的正態(tài)性檢驗(yàn)分別為P=0.008、P=0.050、P=0.008，3組數(shù)據(jù)不完全符合正態(tài)分布，采用Spearman分析法。Corvis ST與A超、L enstar間呈高度正相關(guān)(r=0.866，P＜0.001；r=0.918，P＜0.001)；Lenstar與A超呈高度正相關(guān)性(r=0.882，P＜0.001)。

2.2.3 一致性

Cor vis ST與A超的ICC值及95%置信區(qū)間為0.741(0.207，0.890)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-8.4～24.6 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖3)。Corvis ST與Lenstar的ICC值及95%置信區(qū)間為0.845(0.396，0.938)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-6.8～19.4 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖4)。

圖3 正常角膜組Corvis ST與A超的Bland-Altman一致性分析Figure 3 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and A ultrasound in the normal cornea group

圖4 正常角膜組Corvis ST與Lenstar的Bland-Altman一致性分析Figure 4 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and Lenstar in the normal cornea group

2.3 厚角膜組

2.3.1 差異性

Cor v is ST測(cè)量值為[591.0(16.0)] μm，A超測(cè)量值為[584.0(7.0)] μm，Lenstar測(cè)量值為[584.0(10.0)] μm。Corvis ST與A超、Lenstar的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001，P＜0.001；表1)。

2.3.2 相關(guān)性

Corvis ST、A超、Lenstar測(cè)量值的正態(tài)性檢驗(yàn)分別為P=0.051、P＜0.001、P=0.006，3組數(shù)據(jù)不完全符合正態(tài)分布，采用Spearman分析法。Corvis ST與A超呈中度正相關(guān)(r=0.497，P＜0.001)、與Lenstar呈高度正相關(guān)(r=0.801，P＜0.001)；Lenstar與A超呈高度正相關(guān)性(r=0.687，P＜0.001)。

2.3.3 一致性

Cor vis ST與A超的ICC值及95%置信區(qū)間為0.417(0.005，0.679)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-8.7～23.8 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖5)。Corvis ST與Lenstar的ICC值及95%置信區(qū)間為0.667(0.172，0.851)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍是-7.0～18.3 μm，臨床接受的誤差范圍是-10～10 μm，由于一致性區(qū)間超過(guò)臨床接受誤差范圍，因此一致性較差(圖6)。

圖5 厚角膜組 Corvis ST與A超的Bland-Altman一致性分析Figure 5 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and A ultrasound in the thick cornea group

圖6 厚角膜組Corvis ST與Lenstar的Bland-Altman一致性分析Figure 6 Bland Altman consistency analysis of Corvis ST and Lenstar in the thick cornea group

3 討論

在角膜屈光手術(shù)研究領(lǐng)域，角膜厚度是一個(gè)重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)[6-7]，也是屈光手術(shù)設(shè)計(jì)方案及矯正屈光度數(shù)的必要參數(shù)[8]，因此角膜厚度測(cè)量成為術(shù)前檢查必要步驟。目前對(duì)角膜厚度測(cè)量的儀器繁多，包括角膜接觸式的A型角膜測(cè)厚儀、非接觸式的Lenstar LS 900測(cè)厚儀以及最新引進(jìn)的Corvis ST超高速Scheimpflug動(dòng)態(tài)成像儀，但在角膜厚度測(cè)量上也存在差異。臨床研究更傾向于尋找簡(jiǎn)易便捷、精準(zhǔn)度較高且無(wú)創(chuàng)的角膜厚度測(cè)量方法。Hon 等[9]、祖培培等[10]的研究表明：Corvis ST的檢測(cè)值具有較高的可重復(fù)性。本研究主要通過(guò)將Corvis ST與A超、Lenstar兩種儀器在角膜厚度測(cè)量上的對(duì)比，探究Corvis ST與后兩者的差異性、相關(guān)性與一致性，研究其使用特點(diǎn)，為屈光術(shù)前檢查提供新的參考。

在角膜厚度測(cè)量上，傳統(tǒng)的A型超聲角膜測(cè)厚儀被公認(rèn)為測(cè)量的“金標(biāo)準(zhǔn)”，其原理是通過(guò)測(cè)量超聲波穿過(guò)角膜所需時(shí)間來(lái)計(jì)算角膜厚度，優(yōu)點(diǎn)在于其測(cè)量的精準(zhǔn)度高、可重復(fù)性好，在Iskander等[11]的研究中已經(jīng)被證實(shí)。但其無(wú)法進(jìn)行對(duì)角膜厚度進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，同時(shí)，由于需要接觸角膜，一定程度上增加了角膜感染的概率。其次，測(cè)量值也會(huì)受到操作者與受檢者的影響[12]。隨著越來(lái)越多無(wú)創(chuàng)方法的出現(xiàn)，超聲測(cè)厚儀逐漸被取代。Lenstar LS 900是一種非接觸式光學(xué)儀器[13]，以光學(xué)低相干反射為原理使其理論上具有較好的精確性和分辨率[14]。同時(shí)Tappeiner等[15]、黃磊等[16]的研究也表明Lenstar具有檢測(cè)時(shí)間短、重復(fù)性高的特點(diǎn)，因此本文與該儀器作對(duì)比有臨床意義。

本研究結(jié)果顯示：在薄角膜組、正常角膜組以及厚角膜組的測(cè)量中，Cor vis ST對(duì)CCT的測(cè)量值均高于A超與Lenstar，并且在薄角膜組、正常角膜組、厚角膜組的差異性分析中，Corvis ST與A超、Lenstar的測(cè)量值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于Corvis ST是基于光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)量的儀器，對(duì)角膜的透明程度具有一定敏感性，無(wú)法透過(guò)角膜云翳或角膜白斑等物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，也因此產(chǎn)生了測(cè)量誤差，而A型超聲角膜測(cè)厚儀通過(guò)測(cè)量超聲波穿過(guò)角膜所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算角膜厚度，并不受限于角膜透明度的影響；且A超測(cè)厚儀在測(cè)量時(shí)還存在超聲探頭對(duì)角膜的壓平作用以及操作者手法差異等問(wèn)題，這兩種原因都有可能導(dǎo)致A超測(cè)厚儀測(cè)量值低于Corvis ST。Lenstar LS900生物測(cè)量?jī)x基于光學(xué)低相干反射原理，使用光學(xué)同調(diào)技術(shù)，以830 nm的SLED激光為光源，經(jīng)角膜前、后表面反射形成反射波峰，以此計(jì)算CCT值；Corvis ST采用氣沖印壓技術(shù)引起角膜壓陷形變，同時(shí)運(yùn)用Scheimpflug高速相機(jī)，動(dòng)態(tài)記錄并分析直觀展現(xiàn)角膜受空氣脈沖而受壓改變形態(tài)及形態(tài)還原的全過(guò)程，經(jīng)系統(tǒng)軟件分析后計(jì)算得到CCT，所以兩者的測(cè)量原理完全不同。同時(shí)Corvis ST重點(diǎn)在動(dòng)態(tài)過(guò)程的監(jiān)測(cè)，記錄下角膜形變的動(dòng)態(tài)全過(guò)程，以獲得反映角膜生物力學(xué)特性的相關(guān)形變參數(shù)，此動(dòng)態(tài)過(guò)程可能導(dǎo)致對(duì)CCT的測(cè)量產(chǎn)生一定的誤差，而Lenstar LS900在角膜靜態(tài)下進(jìn)行CCT的測(cè)量。因此上述兩者的差異可能是導(dǎo)致Corvis ST的測(cè)量值高于Lenstar LS900的原因。

本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示：Corvis S T與A 超與Lenstar 的CCT值在厚角膜組上最低(r=0.497，r=0.801)，其次是薄角膜組(r=0.841，r=0.832)，最高為正常角膜組(r=0.866，r=0.918)；一致性分析結(jié)果顯示：Corvis ST與A超在3組分類中，ICC值及95%置信區(qū)間分別是0.602(0.091，0.857)、0.741(0.207，0.890)、0.417(0.005，0.679)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍分別是[(-2.2～24.2 μm)、(-8.4～24.6 μm)、(-8.7～23.8 μm)]，其誤差值超過(guò)臨床可接受范圍-10～10 μm，兩者一致性較差；Cor v is ST與Lenstar分別在3組分類中，ICC值及95%置信區(qū)間分別是0.758(0.221，0.901)、0.845(0.396，0.938)、0.667(0.172，0.851)，兩儀器的95%一致性區(qū)間范圍分別是[(-6.7～19.5 μm)、(-6.8～19.4 μm)、(-7.0～18.3 μm)]，其誤差值超過(guò)臨床可接受范圍-10～10 μm，兩者一致性較差。本研究結(jié)果與肖信等[17]的結(jié)論相同，其研究表明Corvis ST與A超測(cè)厚儀在CCT的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且Corvis ST均值高于A超4.5 μm，在臨床測(cè)量是不可替代；同時(shí)兩種儀器的一致性較差。李躍祖等[18]的研究也與本文也有類似的結(jié)論，其研究表明Corvis ST對(duì)CCT的測(cè)量值顯著大于A超測(cè)厚儀，并且Corvis ST與A超測(cè)厚儀的一致性差。Yu等[19]的研究表明Corvis ST與A超測(cè)厚儀是不可替代的，本研究結(jié)論也與其一致。然而在Smedowski等[20]的研究表明：Corvis ST對(duì)CCT的測(cè)量結(jié)果小于A超測(cè)厚儀的13 μm。在朱小敏等[21]的研究中，Corvis ST測(cè)量的CCT值為(550.20±35.96) μm，略低于A超測(cè)厚儀測(cè)量的(550.50±35.80) μm，兩種儀器CCT差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

綜上所述，Corvis ST的CCT值總體高于A超測(cè)厚儀與Lenstar LS 900，且在按CCT分類后的部分分段統(tǒng)計(jì)方面，Corvis ST與后兩者儀器的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此在對(duì)CCT 精度要求較高的屈光術(shù)前檢查，Cor v is ST與后兩者儀器不可相互替代；在一致性方面，Corvis ST與后兩者的一致性較差，但Corvis ST與Lenstar LS 900的最大絕對(duì)值差值均在20 μ m 范圍內(nèi)[22]，因此Cor vis ST測(cè)量的CCT對(duì)大規(guī)模初篩有一定的臨床參考意義。

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