新型SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者角膜屈光力及散光的一致性

柴 華，鄭吉琦，蘇蘭萍

0 引言

白內(nèi)障是中老年人常見眼病，年齡增長患病率不斷提高[1-2]。隨著超聲乳化術(shù)與人工晶狀體植入術(shù)的成熟發(fā)展，白內(nèi)障手術(shù)治療預(yù)后越來越好[3-4]。不過，患者術(shù)后視力恢復(fù)情況與人工晶狀體密切相關(guān)[5-6]，角膜屈光力和角膜散光是所有人工晶狀體計算公式的重要參數(shù)，如何準(zhǔn)確測量角膜屈光力以及角膜散光情況對挑選人工晶狀體至關(guān)重要。目前臨床上主要應(yīng)用Scheimpflug眼前節(jié)分析儀進(jìn)行術(shù)前屈光檢查，可以獲得包括真實前房深度、角膜、虹膜的多種眼前節(jié)參數(shù)，通過軟件合成三維立體圖展現(xiàn)患眼的屈光狀態(tài)，測量的重復(fù)性與可靠性較好[7-8]。掃頻源光學(xué)相干斷層掃描儀(swept source-optical coherence tomography，SS-OCT)是一種新型OCT技術(shù)，基于波長可變的激光光源發(fā)射光波信號原理，可提高掃描速度及掃描敏感性，組織分辨率和成像質(zhì)量更好[9-10]。SS-OCT在國內(nèi)檢測角膜屈光力、角膜散光的應(yīng)用研究較少，診斷價值有待評估。故本研究對年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者應(yīng)用新型SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量角膜屈光力、角膜散光，應(yīng)用Bland-Altman檢驗分析兩種儀器檢測的角膜屈光力、角膜散光的參數(shù)的一致性，為臨床診斷提供參考。

1 對象和方法

1.1對象選取2021-01/12我院收治的年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者177例282眼。男80例128眼，女97例154眼。年齡62～80(平均71.54±4.82)歲。白內(nèi)障病程3mo～7a(平均3.16±0.88a)。晶狀體核硬度分級：Ⅱ級67眼，Ⅲ級113眼，Ⅳ級102眼。5m裸眼LogMAR視力值0.3～0.8(平均0.65±0.07)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合年齡相關(guān)性白內(nèi)障的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]；(2)眼壓正常，在10～21mmHg；(3)認(rèn)知功能正常，意識清楚，自愿參與研究。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)其他病因?qū)е碌陌變?nèi)障，如先天性、糖尿病性、藥物性白內(nèi)障；(2)既往接受過眼科手術(shù)；(3)合并心、腦、肝、腎、血液、免疫系統(tǒng)疾??；(4)干眼；(5)青光眼；(6)視網(wǎng)膜病變；(7)圓錐角膜；(8)眼部感染、葡萄膜炎等；(9)眼外傷及手術(shù)史；(10)近1mo內(nèi)服用糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，研究對象均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1SS-OCT 使用IOL Master 700掃頻源光學(xué)相干斷層掃描儀，主要由眼底攝像機(jī)、低相干涉儀、監(jiān)視器、計算機(jī)圖像處理顯示系統(tǒng)組成。掃描范圍6mm×6mm，掃描深度2.3mm，掃描速度50000A-scan/s，斷層掃描橫向分辨力20μm，縱向光學(xué)分辨力10μm；掃描縱向頻率24 000Hz，光源峰值波長為1 310nm，輻射功率750μW。具體檢查步驟：儀器接通電源，在患者散瞳后檢查，患者坐在SS-OCT裂隙燈顯微鏡下，鏡頭對準(zhǔn)被檢查眼睛。選取0°、30°、60°、90°、120°、150°的6條子午線掃描。開始掃描前，前后移動裂隙燈顯微鏡，調(diào)節(jié)調(diào)焦旋鈕和背景照明燈亮度，囑咐患者被檢查眼睛注視內(nèi)固視點，直至在眼底成像監(jiān)測器上獲得掃描部位清晰的眼底圖像。上下調(diào)節(jié)SS-OCT儀器控制面板上的滑輪，直至在電腦監(jiān)視器上顯示出掃描部位的斷層圖像。檢查醫(yī)生手動操作對焦，設(shè)備自動進(jìn)行掃描，選取檢測質(zhì)量顯示為“OK”的測量結(jié)果，捕獲并凍結(jié)圖像。選擇角膜地形圖掃描采集模式，測量角膜前表面、后表面、全角膜的陡峭軸屈光力(Ks)、平坦軸屈光力(Kf)及平均角膜屈光力(Km)。采用倍角矢量分析法檢測散光，分析散光度數(shù)及散光軸向。由2名醫(yī)師獨立診斷，進(jìn)行圖像分析。

1.2.2Scheimpflug眼前節(jié)分析儀使用Pentacam眼前節(jié)分析儀，該儀器將Scheimpflug相機(jī)和Placido盤二者結(jié)合起來，形成一個對角膜和眼前節(jié)進(jìn)行高精度的三維分析的系統(tǒng)。通過旋轉(zhuǎn)式的Scheimpflug攝像掃描原理，360°旋轉(zhuǎn)拍攝50張角膜的裂隙圖像，每張圖像可獲取500個真實的角膜高度點，在不足2s時間內(nèi)測量和分析25 000～138 000個角膜數(shù)據(jù)點，從而獲得眼前節(jié)的三維立體圖像。Scheimpflug掃描一次僅需2s，提供完善的角膜信息，包括曲率、高度、厚度等，以及三維前房信息，包括前方深度、房角等。具體檢查步驟：在暗室環(huán)境下，患者被檢查眼注視前方固視視標(biāo)，操作醫(yī)師移動操作柄進(jìn)行聚焦，當(dāng)提示符合拍攝標(biāo)準(zhǔn)時，囑咐患者完全瞬目一次，按下操作按鈕進(jìn)行拍攝。Sirius獲得的角膜屈光力包括角膜前表面、后表面、全角膜的Ks、Kf、Km。采用倍角矢量分析法檢測散光，分析散光度數(shù)及散光軸向。所分析的數(shù)據(jù)包括角膜前表面35 632個點及后表面30 000個點，根據(jù)點對點的信息重建角膜厚度圖。由2名醫(yī)師獨立診斷，進(jìn)行圖像分析。

1.2.3質(zhì)量控制(1)干預(yù)方法的質(zhì)量控制：在研究開始前，負(fù)責(zé)診斷的醫(yī)師經(jīng)過專業(yè)技能培訓(xùn)，培訓(xùn)完畢后進(jìn)行考核，保證檢查方法實施的一致性和規(guī)范性。(2)數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計分析的質(zhì)量控制：數(shù)據(jù)統(tǒng)計員每日檢查、核對各項數(shù)據(jù)，確保無遺漏；邏輯糾錯，如重復(fù)記錄、異常值和極端值，盡早發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤并清洗以防止數(shù)據(jù)分析錯誤。

2 結(jié)果

2.1兩種儀器測量角膜屈光力比較SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜前表面屈光力Ks、Kf、Km比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜后表面以及全角膜屈光力Ks、Kf、Km均大于SS-OCT測量值，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩種儀器測量角膜屈光力比較

2.2兩種儀器測量角膜散光比較SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的散光度數(shù)和軸向比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 兩種儀器測量角膜散光比較

2.3兩種儀器測量的角膜屈光力及角膜散光的組內(nèi)重復(fù)性結(jié)果SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的Ks、Kf、Km、散光度數(shù)和軸向的組內(nèi)重復(fù)性結(jié)果顯示，所有參數(shù)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)均大于0.88，提示組內(nèi)重復(fù)性較好，見表3、4。

表3 SS-OCT測量的角膜屈光力及角膜散光的組內(nèi)重復(fù)性結(jié)果

表4 Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜屈光力及角膜散光的組內(nèi)重復(fù)性結(jié)果

2.4兩種儀器測量的角膜屈光力及角膜散光的Pearson相關(guān)性分析SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的Ks、Kf、Km、散光度數(shù)和軸向均呈正相關(guān)(P<0.05)，相關(guān)系數(shù)見表5。

表5 兩種儀器測量的角膜屈光力及角膜散光的Pearson相關(guān)性分析 r

2.5兩種儀器測量的角膜屈光力及角膜散光的Bland-Altman一致性分析Bland-Altman一致性分析顯示，SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的Ks、Kf、Km、散光度數(shù)和軸向的一致性較好(P<0.05)，見表6。

表6 兩種儀器測量的角膜屈光力角膜散光的Bland-Altman一致性分析

3 討論

白內(nèi)障人工晶狀體置換術(shù)前的眼前節(jié)檢查十分重要，了解角膜屈光力、角膜散光情況不僅有助于評估人工晶狀體安裝位置，而且還能協(xié)助選擇人工晶狀體的度數(shù)與類型。本研究對比SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量角膜屈光力、角膜散光的一致性，結(jié)果顯示，SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜前表面屈光力Ks、Kf、Km比較無明顯差異，散光度數(shù)和軸向比較無明顯差異，但角膜后表面以及全角膜屈光力Ks、Kf、Km略大于SS-OCT測量值。這可能是因為兩種儀器測量的算法不同，SS-OCT基于低相干干涉原理，軸向光學(xué)分辨力20μm，縱向光學(xué)分辨力10μm，軸向圖對角膜中央?yún)^(qū)誤差較小，角膜周邊會有明顯誤差[12-13]；而Scheimpflug眼前節(jié)分析儀基于Scheimpflug光學(xué)原理，利用三角計算將高度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為曲率數(shù)據(jù)[14]。兩種儀器測量角膜屈光力的光學(xué)區(qū)域也存在不同，Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量角膜中央15°環(huán)上角膜前后表面屈光力及角膜中央4mm環(huán)上的全角膜屈光力[15-16]，而SS-OCT測量角膜中央3mm環(huán)上前后表面及全角膜屈光力，故兩種儀器易產(chǎn)生差異，若患者在檢查時注視偏離、頭位傾斜、眼球運動，也會增加兩種儀器的差距。SS-OCT可以自動跟蹤與校正檢查過程中患者眼球的運動，避免單一角度掃描角膜所帶來的鼻側(cè)陰影誤差，并將所有角膜的斷層圖像交匯于角膜中央，可在角膜中心獲取更多可靠的數(shù)據(jù)[17]。

本研究發(fā)現(xiàn)，兩種儀器測量的角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的Ks、Kf、Km、散光度數(shù)和軸向均呈正相關(guān)。Bland-Altman一致性分析顯示，兩種儀器測量的角膜前表面、角膜后表面以及全角膜的Ks、Kf、Km、散光度數(shù)和軸向的一致性較好，上述說明新型SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜屈光力、角膜散光參數(shù)具有高度一致性。B?hm等[18]研究比較SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量眼前節(jié)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)兩者眼前節(jié)參數(shù)差異很小，具有相關(guān)性。盡管國內(nèi)未有蔡司IOL Master 700掃頻源光學(xué)相干斷層掃描儀與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀的一致性分析，但有部分研究分析其他型號SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀的一致性。高奕晨等[19]研究對比CASIA2掃頻源光學(xué)相干斷層掃描儀與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀Pentacam，結(jié)果顯示Bland-Altman分析顯示，兩種儀器對角膜屈光力、散光度數(shù)均有較好的一致性，僅2.68%～8.04%的測量差值在95%一致性界限外，CASIA2與Pentacam測量角膜屈光力及散光在角膜前表面差異性較小，但角膜后表面及全角膜屈光力測量結(jié)果差異性較大。周桂梅等[20]研究分析CASIA2光學(xué)相干斷層掃描儀，發(fā)現(xiàn)CASIA2測量白內(nèi)障患者角膜曲率和散光的重復(fù)性較好，各角膜曲率(Ks、Kf、Km)值和散光值的Sw、CoV均較小，ICC均值均接近于1，基于SS-OCT原理的眼前段光學(xué)相干斷層掃描儀CASIA2測量白內(nèi)障患者角膜曲率和散光具有較好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。

SS-OCT是一種高分辨、非接觸的眼部組織結(jié)構(gòu)成像技術(shù)，采用損傷很小的近紅外線作為光源，可以清晰地顯示視網(wǎng)膜斷層影像，顯示視網(wǎng)膜10層細(xì)微結(jié)構(gòu)變化，可以進(jìn)行視網(wǎng)膜厚度地形圖分析、眼前節(jié)影像，房角3D圖像等，在白內(nèi)障合并青光眼[21]、干眼[22]以及白內(nèi)障手術(shù)預(yù)后評估[23]中均有應(yīng)用。SS-OCT具有以下優(yōu)勢[24-25]：(1)擁有掃頻光源，速度更快，SS-OCT使用的光源波長為1 050nm，可以輕松獲得從角膜到鞏膜的眼球斷層圖像，檢出率更高；(2)具備固視確認(rèn)功能，使得眼軸測量更準(zhǔn)確，術(shù)后屈光預(yù)測性更好；(3)提供了更多人工晶狀體的計算公式，適應(yīng)屈光性白內(nèi)障手術(shù)晶狀體計算的要求；(4)可視化測量，SS-OCT具備3D成像，可以進(jìn)行視網(wǎng)膜三維重建，效果更佳直觀；(5)掃描速度快，每秒可達(dá)100 000次掃描，掃描光為不可見光，患者容易配合，另外還可以無創(chuàng)獲得視網(wǎng)膜血管影像，無需注射造影劑，減少風(fēng)險，降低患者費用，更安全。

綜上所述，新型SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀測量的角膜屈光力、角膜散光參數(shù)具有高度一致性，可適用于年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者角膜屈光力及角膜散光的診斷。本研究也存在一定不足，本研究僅對年齡相關(guān)性白內(nèi)障人群進(jìn)行測量，易受到受檢者的屈光介質(zhì)影響，可能會導(dǎo)致一定的研究偏倚。今后研究需擴(kuò)大受檢者范圍，如正常人、屈光不正等其他眼部疾病或者眼科手術(shù)后患者，進(jìn)一步評估新型SS-OCT與Scheimpflug眼前節(jié)分析儀的診斷效能。