可视化角膜生物力学分析仪与非接触眼压计和动态轮廓眼压计测量眼内压的一致性研究

葛 梅，田 磊，王丽强，孟晓丽，王 瑛，王 敏，牛丽丽，黄一飞

解放军总医院 眼科近视激光中心，北京 100853

临床研究论著

可视化角膜生物力学分析仪与非接触眼压计和动态轮廓眼压计测量眼内压的一致性研究

葛 梅，田 磊，王丽强，孟晓丽，王 瑛，王 敏，牛丽丽，黄一飞

解放军总医院 眼科近视激光中心，北京 100853

目的探讨可视化角膜生物力学分析仪(corneal visualization scheimpflug technology，Corvis ST)测量眼内压(intraocular pressure，IOP)的重复性，及与非接触眼压计(non-contact tonometr，NCT)和动态轮廓眼压计(dynamic contour tonometry，DCT)测量结果的一致性。方法选取正常角膜志愿者91例(91眼)。分别应用Corvis ST，NCT和DCT进行眼内压测量，每种仪器测量3次。采用单因素方差分析比较3种不同眼压计测量的IOP结果，组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)评估3种仪器各自测量眼内压的可重复性；Bland-Altman分析比较3种仪器测量IOP的一致性；Pearson双变量相关分析眼压测量结果间的相关性。结果IOPCor、IOPNCT和IOPDCT的均值分别为(13.39±2.48) mmHg (1 mmHg= 0.133 kPa)，(13.94±2.32) mmHg和(17.26±2.00) mmHg，差异有统计学意义(F=76.949，P＜0.001)。相关性分析显示，3种测量仪器所测眼压结果存在明显相关性(P均＜0.001)。IOPCor、IOPNCT和IOPDCT科隆巴赫系数(Cronbach′s α)分别为0.94、0.91和0.94；组内相关系数ICC分别为0.83、0.76和0.83。Bland-Altman一致性分析显示，组内偏差，IOPCor与IOPNCT为(-0.5± 1.8) mmHg；IOPCor与IOPDCT为(-3.9±2.1) mmHg；IOPDCT与IOPNCT为(-3.3±2.2) mmHg，其一致性界限区间分别为(-4.1 ～3.0) mmHg、(-7.9 ～ 0.2) mmHg和(-7.6 ～ 1.0) mmHg。结论Corvis ST能够有效测量眼内压且测量重复性好，与NCT测量结果具有较好的一致性，但与DCT测量结果存在差异。

眼内压；可视化角膜生物力学测量仪；非接触眼压计；动态轮廓眼压计

眼内压(intraocular pressure，IOP)是决定青光眼发生和进展程度的最重要因素，也是目前青光眼治疗中唯一可控制的指标，精确地测量眼压对于青光眼的诊断、治疗和随访具有重要的意义[1-2]。但眼内压的测量易受环境因素、个体因素等多种内外在因素的影响，这些因素导致了同一个体的眼压波动。虽然Goldmann压平眼压测量(Goldmann applanation tonometry，GAT)是目前临床眼压测量的金标准[3-4]。但其测量过程需要应用表麻药物和荧光素染色，是一种侵袭性技术，而且其测量结果与中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)和角膜生物力学存在密切联系[5-7]。Ehlers等[8]报道，当CCT处于520 μm左右时，GAT的测量的精确度最佳，当CCT每偏离70 μm，GAT眼压值偏差增加约5 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa)。另外，动态轮廓眼压计(dynamic contour tonometry，DCT)运用轮廓匹配理论和电子感应技术测量眼内压，由于其测量头弧度与角膜表面弧度相仿，因此在接触角膜表面时并不引起角膜形变，从而杜绝角膜弹性变形力对眼内压测量值的影响。一些研究表明，DCT的眼压测量值不受CCT及角膜曲率的影响，能更准确地测量眼内压[9-11]。但其患者配合要求较高，由于是接触性测量，在角膜屈光手术后早期使用具有引起角膜瓣不稳定等缺点。基于Scheimpflug高速摄像技术研发的可视化角膜生物力学分析仪(corneal visualization scheimpflug technology，Corvis ST)已应用于临床。该仪器能够实时动态记录角膜受压形变及形态还原的整个过程，并分析角膜形变过程中的生物力学变化情况同时记录中央水平截面角膜厚度，进一步根据角膜形变过程计算眼内压[12]。本研究旨在探讨新型眼压测量仪Corvis ST与非接触眼压计(noncontact tonometry，NCT)和DCT测量正常人群眼内压的组内重复性，以及3种设备眼压测量结果组间的一致性，进而分析3种设备在临床应用当中是否可以互相替代。

对象和方法

1 对象 2013年6月- 2014年3月就诊于我院拟行近视激光手术的正常角膜志愿者共91例，均选取右眼为测量眼91眼。所有志愿者均经过系统的眼科检查，包括裸眼及矫正视力检查、主觉验光、裂隙灯显微镜检查、眼底检查，Pentacam眼前节分析仪(Oculus，德国)测量眼前节形态参数。所有入选者均排除眼部其他疾病及外伤、手术史，

排除患有能够影响眼部的全身系统性疾病患者，软性角膜接触镜配戴者，需停戴2周以上。本实验于2012年8月通过本院伦理委员会认证，所有志愿者均签署了知情同意书。

2 方法 志愿者均分别应用Corvis ST (Oculus，德国)，NCT (Topcon，日本)和DCT (Swiss，瑞士) 3种眼压计测量眼内压，测量结果分别记录为IOPCor、IOPNCT和IOPDCT。测量顺序按照志愿者就诊顺序，先分别应用Crovis ST和NCT测量IOP，再点表麻药后应用DCT测量IOP，每种仪器分别测量3次，每次间隔1 ～ 2 min，不同仪器测量间隔＞15 min。

3 DCT测量 志愿者取坐位，0.4%盐酸奥布卡因滴眼液点眼行表面麻醉。DCT测量时，当测压探头与角膜接触，通过裂隙灯看到“湿环”，调整“湿环”位置使之位于角膜中央，并将眼压计测量头端的芯片尽量置于“湿环”中央，当听到连续而规则的蜂鸣声5次以上后，撤离测压头，DCT的显示屏上显示此次测量的眼压值、测量质量判定Q值和眼动脉振幅(ocular pulse amplitude，OPA)值。连续测量3次，测量数据可信度可用Q值表示，Q值≤3时结果可纳入统计分析。测量结束后抗生素滴眼液点眼。

4 Corvis ST测量 无需表面麻醉，不接触角膜。在计算机中输入志愿者信息，志愿者取坐位，让被检者将下颌置于设备的下颌垫上，前额靠在前额托上，被检者眨眼数次后睁大双眼，注视中央固视红点。设备正面监视摄像头上安装有角膜曲率计投影系统能够聚焦和对准角膜顶点，检查者使用自动模式控制操纵杆按屏幕提示进行瞄准和对焦，当达到第一个浦氏反射时，自动发射空气脉冲印压角膜形变，测量过程开始。一些表面欠规整或者透光度差的角膜，自动对焦困难，可选择通过按操纵杆中央部测量按钮手动测量，连续测量3次。

5 统计学方法 结果应用SPSS17.0软件和MedCalc 13.0软件进行统计学分析及绘图。Kolmogorov-Smirnov检验测量结果是否为正态分布，正态分布数据采用-x±s表示，偏态分布数据计算中位数和变异范围。3种不同眼压计测量的眼内压比较采用单因素方差分析(ANOVA)，进一步两两比较采用最小显著差法(LSD)。科隆巴赫系数(Cronbach′s α)和组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)评估Corvis S、NCT和DCT测量眼内压的可重复性；Bland-Altman分析IOPCor、IOPNCT和IOPDCT之间的一致性；Pearson双变量相关分析IOPCor、IOPNCT和IOPDCT的相关性。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 3种眼压计测得眼内压值比较 入选志愿者总人数为91人，其中男性41人，女性50人，平均年龄为(27.4±6.2)岁，角膜平均曲率(43.10±1.72) D，中央角膜厚度(544±26.54)μm，角膜体积(60.91± 3.35) mm3，最大压陷深度(1.07±0.12) mm。IOPCor、IOPNCT和IOPDCT的均值和变异范围分别为(13.39± 2.48) mmHg和(8.83 ～ 21.50) mmHg；(13.94±2.32) mmHg和(8.33 ～ 19.00) mmHg；(17.26±2.00)mmHg和(12.9 ～22.1) mmHg。ANOVA分析显示三者之间存在明显统计学差异(F=76.949，P＜0.001)。LSD组内两两比较，Corvis ST测量眼压值小于NCT、DCT测量值(P均＜0.001)，但IOPCor和IOPNCT组间比较无统计学差异(P=0.105)。

2 3种眼压计测量结果的重复性 3组眼内压测量结果中，Corvis ST和DCT组内科隆巴赫系数和组内相关系数均为0.94和0.83，好于NCT的0.91和0.76，但Corvis ST的变异系数(coefficient of variation，CV)为4.18%而DCT组为2.89%。3种设备测量眼内压的重复性结果分析见表1。

3 3种眼压计测量结果的相关性 Pearson双变量相关性分析显示，IOPCor、IOPNCT和IOPDCT间存在明显的相关性，IOPCor与IOPNCT(r=0.72，P＜0.001)； IOPCor与IOPDCT(r=0.59，P＜0.001)；IOPNCT与IOPDCT(r=0.49，P＜0.001)。见图1。

4 3种眼压计测量结果的一致性 Bland-Altman图(图2)结果显示，三者眼内压测量结果之间差值的均值和标准差分别为(-0.5±1.8) mmHg、(-3.9± 2.1) mmHg和(-3.3±2.2) mmHg，眼内压的95%一致性界限(-x±1.96 s)分别为(-4.1 ～ 3.0) mmHg、(-7.9 ～0.2) mmHg和(-7.6 ～ 1.0) mmHg，其中95.6%(87/91)、93.4%(85/91)和94.5%(86/91)的点均落在一致性界限内，结果显示Corvis ST与NCT测量眼压方面具有较高的一致性，好于Corvis ST与DCT。

表1 Corvis ST、NCT和DCT测量眼压组内重复性Tab. 1 Reproducibility of IOP measured by Corvis ST, NCT and DCT

图 1 3种眼压计测量眼压值的相关性 A： Corvis ST和NCT； B： Corvis ST和DCT； C： DCT和NCTFig. 1 Scatter diagram of IOP measured by three tonometers A： Corvis ST and NCT; B： Corvis ST and DCT; C： DCT and NCT

图 2 3种眼压计测量眼压值Bland-Altman一致性分析 A： Corvis ST和NCT； B： Corvis ST和DCT； C： DCT和NCTFig. 2 Bland-Altman plots illustrating the reproducibility of IOP measurements A: Corvis ST and NCT; B: Corvis ST and DCT; C: DCT and NCT

讨 论

目前，根据不同的设计原理，临床上测量眼内压的方法很多，但是没有一种方法能够完全排除角膜因素的影响。Corvis ST是一种新型的非接触性的眼压测量仪，它利用气体脉冲印压角膜，使角膜形变达到压平状态及最大压陷状态，Scheimpflug高速相机记录下角膜受压形变的全过程，通过计算机软件分析计算眼内压。Corvis ST是第一个能够实现实时动态观察眼内压测量过程并记录眼内压的设备。由于该仪器尚未广泛应用，所以相关的临床数据有限。本文中，我们对比了新型眼压测量仪器Corvis ST与NCT和DCT测量正常志愿者眼内压的结果，发现Corvis ST能够有效测量眼内压，并且测量重复性好，其ICC=0.83，且与NCT测量结果具有较好的一致性。但其与DCT测量结果仍存在差异，Bland-Altman分析显示IOPCor与IOPDCT的均值相差3.9 mmHg，Corvis ST眼内压测量值小于NCT和DCT的测量值。

Ito等[13]对比分析了DCT和NCT测量眼压结果发现，IOPDCT比IOPNCT平均高3.2 mmHg，这与我们的研究结果相符。一些研究发现，DCT测量眼压值比GAT测量值高1 ～ 2.3 mmHg[14-15]。Kniestedt等[16]研究人尸体眼发现，GAT测量的眼压值总比真实眼压值小平均约4 mmHg，而DCT的测量值却更接近真实眼内压。本研究发现，IOPDCT的均值比IOPCor和IOPNCT分别高3.9 mmHg和3.3 mmHg。造成这种结果的原因，可能是由于IOPCor和IOPNCT与GAT一样都是应用角膜压平的测量原理，所以测量的眼压值小于DCT测量值。

Hon与Lam[12]应用Corvis ST测量37名正常角膜志愿者发现，IOP组内重复性测量结果ICC=0.80。Nemeth等[17]也有相似的结论，Corvis测量参数中重复性最好的是CCT，其次是IOP，其ICC=0.865，CV=6.9%。祖培培等[18]也发现Corvis ST测量IOP的重复性Cronbach′s Alpha系数和ICC均＞0.8，这与我们的结论相似。Corvis ST测量眼内压组内的重复性较好。

Pearson双变量相关分析显示，IOPCor、IOPNCT与IOPDCT均有明显的相关性(P均＜0.001)，IOPCor与IOPNCT及IOPDCT，IOPNCT与IOPDCT的相关系数r分别为0.72、0.59和0.49，可见IOPCor和IOPNCT的相关性最好。

本研究中IOPCor与IOPNCT的一致性好，但与IOPDCT的一致性欠佳，IOPCor的均值分别较IOPNCT与IOPDCT小0.5 mmHg和3.9 mmHg。Hong等应用Corvis ST、NCT和GAT测量23例正常志愿者和36例青光眼患者的眼内压，发现Corvis ST测量的眼压值比NCT小2.4 mmHg，比GAT小1.3 mmHg。分析两研究中Corvsi ST与NCT测量差值的区别，可能为入选志愿者不同导致，Hong的研究包括青光眼患者，其IOPCor均值为21.7 mmHg，远高于本研究正常志愿者IOPCor均值13.39 mmHg；另外非接触眼压计的品牌和机器使用时间不同，也可能造成系统误差。祖培培等[18]同样研究正常志愿者的报道中IOPCor与IOPNCT的差值为1.08 mmHg，与本研究结果相似。分析IOPCor与IOPNCT的一致性好，但与IOPDCT的一致性欠佳的原因，主要是是由于3种设备测量原理不同造成，Corvis ST与NCT均为气冲压平原理测量IOP，而DCT应用内置压力感受器测量IOP，测量过程无需压平角膜。

综上所述，Corvis ST能够有效测量眼内压且测量重复性好，与NCT测量结果相关性明显且具有较好的一致性，但与DCT测量结果仍存在差异。Corvis ST眼压测量值较NCT和DCT测量值偏低，有可能会延误青光眼的诊断和治疗。

1 Grødum K， Heijl A， Bengtsson B. A comparison of glaucoma patients identified through mass screening and in routine clinical practice［J］. Acta Ophthalmol Scand， 2002， 80（6）： 627-631.

2 Kass MA， Gordon MO. Intraocular pressure and visual field progression in open-angle glaucoma［J］. Am J Ophthalmol， 2000，130（4）： 490-491.

3 Dielemans I， Vingerling JR， Hofman A， et al. Reliability of intraocular pressure measurement with the Goldmann applanation tonometer in epidemiological studies［J］. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol， 1994， 232（3）：141-144.

4 Wessels IF， Oh Y. Tonometer utilization， accuracy， and calibration under field conditions［J］. Arch Ophthalmol， 1990， 108（12）：1709-1712.

5 Shimmyo M， Ross AJ， Moy A， et al. Intraocular pressure， Goldmann applanation tension， corneal thickness， and corneal curvature in Caucasians， Asians， Hispanics， and African Americans［J］. Am J Ophthalmol， 2003， 136（4）： 603-613.

6 Marjanović I， Kontić D， Hentova-Senćanić P， et al. Correlation between central corneal thickness and intraocular pressure in various age groups［J］. Srp Arh Celok Lek， 2010， 138（5/6）： 279-286.

7 Whitacre MM， Stein R. Sources of error with use of Goldmann-type tonometers［J］. Surv Ophthalmol， 1993， 38（1）： 1-30.

8 Ehlers N， Bramsen T， Sperling S. Applanation tonometry and central corneal thickness［J］. Acta Ophthalmol （Copenh）， 1975， 53（1）：34-43.

9 Carbonaro F， Andrew T， Mackey DA， et al. Comparison of three methods of intraocular pressure measurement and their relation to central corneal thickness［J］. Eye （Lond）， 2010， 24（7）： 1165-1170.

10 Sullivan-Mee M， Lewis SE， Pensyl D， et al. Factors influencing intermethod agreement between goldmann applanation， pascal dynamic contour， and ocular response analyzer tonometry［J］. J Glaucoma， 2013， 22（6）： 487-495.

11 Ouyang PB， Li CY， Zhu XH， et al. Assessment of intraocular pressure measured by Reichert Ocular Response Analyzer， Goldmann Applanation Tonometry， and Dynamic Contour Tonometry in healthy individuals［J］. Int J Ophthalmol， 2012， 5（1）： 102-107.

12 Hon Y， Lam AK. Corneal deformation measurement using Scheimpflug noncontact tonometry［J］. Optom Vis Sci， 2013， 90（1）：e1-e8.

13 Ito K， Tawara A， Kubota T， et al. IOP measured by dynamic contour tonometry correlates with IOP measured by Goldmann applanation tonometry and non-contact tonometry in Japanese individuals［J］. J Glaucoma， 2012， 21（1）： 35-40.

14 Schneider E， Grehn F. Intraocular pressure measurement-comparison of dynamic contour tonometry and goldmann applanation tonometry［J］. J Glaucoma， 2006， 15（1）： 2-6.

15 Realini T， Weinreb RN， Hobbs G. Correlation of intraocular pressure measured with goldmann and dynamic contour tonometry in normal and glaucomatous eyes［J］. J Glaucoma， 2009， 18（2）： 119-123.

16 Kniestedt C， Nee M， Stamper RL. Dynamic contour tonometry： a comparative study on human cadaver eyes［J］. Arch Ophthalmol，2004， 122（9）： 1287-1293.

17 Nemeth G， Hassan Z， Csutak A， et al. Repeatability of ocular biomechanical data measurements with a Scheimpflug-based noncontact device on normal corneas［J］. J Refract Surg， 2013， 29（8）： 558-563.

18 祖培培，王雁，左彤，等．角膜生物力学眼压分析仪Corvis ST测量值的重复性与一致性研究［J］.中华眼视光学与视觉科学杂志，2013，15（5）：261-265．

Evaluation of intraocular pressure measured with Corvis ST tonometry, noncontact tonometry and dynamic contour tonometry

GE Mei, TIAN Lei, WANG Liqiang, MENG Xiaoli, WANG Ying, WANG Min, NIU Lili, HUANG Yifei
Department of Ophthalmology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

HUANG Yifei. Email: huangyf301@gmail.com

Objective To explore the repeatability of the Corneal Visualization Scheimpf l ug Technology (Corvis ST) for measuring intraocular pressure (IOP), and compare the results of Corvis ST with the results of noncontact tonometer (NCT) and dynamic contour tonometer (DCT). Methods Ninety-one eyes from 91 healthy subjects were included in this study. All the right eyes were chosen for IOP measurement using Corvis ST, NCT and DCT, respectively, and each measurement repeated three times. The IOP results of three different tonometers were analyzed with ANOVA, and the intraclass correlation coefficient (ICC) was used to evaluate the repeatability of these three methods; Bland-Altman was used to evaluate the consistency of IOP results, and the correlation relationship between the IOP results were analyzed by Pearson correlation analysis. Results The mean values of IOPCor, IOPNCTand IOPDCTwere (13.39±2.48) mmHg (1 mmHg=0.133 kPa), (13.94±2.32) mmHg and (17.26±2.00) mmHg, respectively. The difference were statistically signif i cant (F=76.949, P＜0.001, ANOVA). Correlation analysis showed that three tonometers measured IOP results had signif i cant correlation between each other (P＜0.001). The Cologne Bach coeff i cient (Cronbach's α) of IOPCor, IOPNCTand IOPDCTwere 0.94, 0.91 and 0.94, respectively; and ICC were 0.83, 0.76 and 0.83, respectively. Bland-Altman consistency analysis showed that in group IOPCorand IOPNCT, the deviation was (-0.5±1.8) mmHg, IOPCorand IOPDCTwas (-3.9±2.1) mmHg, IOPDCTand IOPNCTwas (-3.3±2.2) mmHg, the consistency limit intervals were (-4.1- 3.0) mmHg, (-7.9- 0.2) mmHg and (-7.6- 1.0) mmHg, respectively. Conclusion Corvis ST can effectively measure the IOP with good measurement repeatability. The relationship with NCT measurement results shows good consistency, but there still exist differences with DCT measurement results.

intraocular pressure; corneal visualization scheimpf l ug technology; non-contact tonometer; dynamic contour tonometer

R 770.4

A

2095-5227(2015)02-0101-05

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.02.001

时间：2014-10-11 17:25

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20141011.1725.007.html

2014-08-07

国家自然科学基金项目(81271052；31271059)；国家重点基础研究发展计划(973计划) (2013CB967001)；香港理工大学博士监督计划(G-UB58)

Supported by the National Natural Science Foundation of China (81271052; 31271059); National “973” Program for Basic Research of China (2013CB967001)

葛梅，女，本科，护师。研究方向：角膜屈光手术。Email: gemei_oph@163.com

黄一飞，男，博士，主任医师，教授。Email: huangyf301@gmail.com