3种仪器测量白内障患者水平角膜直径、平坦轴角膜曲率和陡峭轴角膜曲率的对比研究

周 歆，王从毅，李 妍，折喜龙，党冠星

(西安市第四医院眼科，陕西 西安 710000)

1999年，第一台光学生物测量仪CarlZeissIOLMaster面世，从此眼部生物测量进入光学生物测量时代，与传统超声测量相比，IOLMaster具有更好的准确性，目前被认为是生物测量的金标准[1，2]。2015年，首个基于扫频相干断层成像术(swept source opticalcoherence tomography，SS-0CT)测量仪IOLMaster 700诞生，他的穿透力更强，准确性更好，扫描同时可获得直径1mm黄斑中心凹断层图像，以确保测量时患者固视良好。IOLMaster 700一次测量可以获得眼轴(axial length，AL)、中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)、角膜上皮层至晶状体前表面深度(anterior chamber depth，ACD)、晶状体厚度(lens thickness，LT)、角膜曲率(keratometry，K)及水平角膜直径(white to white，WTW)等参数，其中，K和WTW是对人工晶状体度数计算十分重要的参数，水平WTW也是Holladay2公式预测有效晶状体位置(effective lens position，ELP)的参数之一。

OPD-Scan Ⅲ是日本NIDEK公司生产的一种角膜屈光分析仪，集波前像差仪、角膜地形图、自动验光仪等功能于一体。MODi 2角膜地形图仪是意大利C.S.O.公司生产的一种基于Placido环原理的角膜地形图仪。这两种仪器均可以同时获得K和WTW数据，在临床中应用广泛。

本研究目的在于对比以上3种广泛应用于白内障患者术前检查的仪器，分析他们获得K和WTW数据的差异性和一致性，为临床应用提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年11月11日至12月9日于西安市第四医院眼科白内障人工晶状体中心就诊并拟行白内障超声乳化抽吸联合人工晶状体植入术的患者54例(92只眼)，其中男17例(28只眼)，女37例(64只眼)，右眼46只，左眼46只；年龄30～83岁，平均年龄(52.83±15.00)岁。排除标准：①现患有角膜炎、角膜溃疡、角膜白斑或斑翳、圆锥角膜等眼表疾病的患者；②合并斜视、青光眼、视网膜疾病等其他眼部疾病患者；③近2周内佩戴角膜接触镜或接受角膜塑形镜治疗的患者；④既往行准分子激光或其他角膜屈光手术的患者；⑤不能配合检查者。本研究符合《赫尔辛基宣言》原则。

1.2 方法

所有患者均行视力、眼压、裂隙灯等常规眼科检查，均在自然瞳孔状态下按IOLMaster 700(德国Carl Zeiss Medirec公司)、OPD-Scan Ⅲ(日本Nidek公司)、MODi 2角膜地形图仪(意大利C.S.O.公司)的顺序对患眼平坦轴角膜曲率(keratometry of flataxial，Kf)、陡峭轴角膜曲率(keratometry of steepaxial，Ks)和WTW进行测量。每种仪器均在同一自然光条件下，由同一名熟练的医师按照标准操作完成。调整好桌面和下颌托高度，患者下颌置于仪器下颌托上，额部紧贴额托，睁大双眼注视仪器中固视目标，适当眨眼泪膜稳定后完成测量，每只眼测量3次取平均值。记录每个患眼的角膜曲率Kf、Ks和WTW。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 3种仪器测量数据差异性比较

3种仪器测量WTW值由大到小依次为IOLMaster 700、MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ。3种仪器测量WTW值差异有统计学意义(F=28.12，P<0.001)(表1)。进一步用LSD-t检验分析两仪器差异性显示，IOLMaster 700与OPD-Scan Ⅲ、OPD-Scan Ⅲ与角膜地形图仪相比差异均有统计学意义(P<0.001)，IOLMaster 700与角膜地形图仪相比差异无统计学意义(P>0.05)。

3种仪器测量Kf值和Ks值由大到小依次均为MODi 2角膜地形图仪、IOLMaster 700、OPD-Scan Ⅲ。3种仪器测量Kf值和Ks值差异均无统计学意义(P>0.05，表1)。

表1 3种仪器测量数据比较

2.2 3种仪器测量数据相关性比较

3种仪器测量WTW、Kf和Ks值时均有显著正相关性，以IOLMaster 700与OPD-Scan Ⅲ在测量Kf、Ks时相关程度均最强，OPD-Scan Ⅲ与MODi 2角膜地形图仪测量WTW时相关程度最强(表2)。

表2 3种仪器测量数据相关性

2.3 3种仪器测量数据一致性分析

2.3.1 3种仪器测量WTW的一致性分析 3种仪器测量WTW值时，IOLMaster 700与OPD-Scan Ⅲ、IOLMaster 700与MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ与MODi 2角膜地形图仪测量的最大差值绝对值分别为1.14 mm、0.64 mm和1.12 mm，一致性界限外比例分别为5.43%、6.52%和4.34%(表3、图1)。

表3 3种仪器测量WTW一致性分析

图1 3种仪器测量WTW一致性分析图

2.3.2 3种仪器测量Kf的一致性分析 3种仪器测量Kf值时，IOLMaster 700与OPD-Scan Ⅲ、IOLMaster 700与MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ与MODi 2角膜地形图仪测量的最大差值绝对值分别1.13 mm、2.43 mm和2.43 mm，一致性界限外比例分别为4.34%、4.34%和7.61%(表4、图2)。

表4 3种仪器测量Kf一致性分析

图2 3种仪器测量Kf一致性分析图

2.3.3 3种仪器测量Ks的一致性分析 3种仪器测量Ks值时，IOLMaster 700与OPD-Scan Ⅲ、IOLMaster 700与MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ与MODi 2角膜地形图仪测量的最大差值绝对值分别1.20 mm、2.24 mm和2.37 mm，一致性界限外比例分别为5.43%、5.43%和7.61%(表5，图3)。

表5 3种仪器测量Ks*一致性分析

图3 3种仪器测量Ks一致性分析图

3 讨论

本研究旨在分析IOLMaster 700、OPD-Scan Ⅲ和MODi 2角膜地形图仪在测量白内障患者角膜曲率和水平角膜直径的差异性、相关性和一致性。3种仪器测量WTW的原理都是基于前节照相技术，而测量的精确度取决于前节图像质量和对于角巩膜缘的判定。本研究显示，3种仪器在测量WTW时，IOLMaster 700测得值最大，MODi 2角膜地形图仪次之，OPD-Scan Ⅲ最小，且差异有统计学意义，进一步两两对比发现，IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ、OPD-Scan Ⅲ和MODi 2角膜地形图仪差异有统计学意义(P<0.001)，而IOLMaster 700和MODi 2角膜地形图仪差异没有统计学意义(P>0.05)。3种仪器都呈现出不同(r=0.75～0.82)的显著正相关，其中以OPD-Scan Ⅲ和MODi 2角膜地形图仪的相关程度最强。Bland Altman一致性方面，IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ、IOLMaster 700和MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ和MODi 2角膜地形图仪的最大差值绝对值分别为1.14 mm、0.64 mm、1.12 mm，一致性界限外比例分别为5.43%(5/92)、6.52%(6/92)和4.34%(4/92)。以往文献尚未有对这3种仪器WTW的对比研究，而一篇分析9种能够测量角膜直径仪器差异的综述提示，各个仪器间测量WTW平均差异从0.05 mm到0.86 mm之间，说明各仪器间测量差异宽泛[4]。Teresa等[5]对比了IOLMaster 700、Atlas9000和Sirius测量WTW的差异性和一致性，结果显示3种仪器测量结果差异有统计学意义和临床意义，3种仪器在使用时不能互相替代。精确的角膜水平直径的测量对于有晶状体眼人工晶状体的植入、前房型人工晶状体的植入十分重要。水平角膜直径也是Holladay Ⅱ公式计算ELP的必要参数之一。虽然3种仪器中，只有IOLMaster 700与MODi 2角膜地形图仪测量WTW差异无统计学意义，但一致性分析中，这两种仪器对比最大差值的绝对值最小为0.64 mm，以往研究认为测量差异在0.5 mm以上将产生临床意义[3]。因此3种仪器测量WTW的差异在临床中均是不能被接受的，3种仪器在测量时不能互换使用。

IOLMaster 700利用远心光学测量技术，测量对称分布于角膜前表面18个点的反射像，获得直径2.5 mm圆周上的角膜曲率。OPD-Scan Ⅲ运用Placido环原理，通过33个环、11 880个测量点，获得角膜上直径3 mm范围的角膜曲率。MODi 2角膜地形图仪同样运用Placido环原理，通过24个环、6 144个测量点，可以获得角膜上直径3 mm及更大直径范围的角膜曲率，本研究纳入的是直径3mm的角膜曲率。回顾以往文献，尚未发现同时对这3种仪器角膜曲率的对比分析研究。杜亚茹[6]比较了OPD-Scan Ⅲ与IOLMaster 500测量角膜曲率的差异，结果发现IOLMaster 500测得的Kf和Ks值较大，且与OPD-Scan Ⅲ的差异有统计学意义，分析原因可能因为IOLMaster 500测量的是直径2.3 mm圆周上的角膜曲率，使测量曲率偏大，在相关性分析中，OPD-Scan Ⅲ与IOLMaster 500的Kf和Ks均呈现显著正相关性，相关系数分别为r=0.98、0.92。其结果与本研究结果相似，3种仪器Kf和Ks由大到小依次均为MODi 2角膜地形图仪、IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ，但差异没有统计学意义；相关性分析中，3种仪器测量的Kf呈现出程度在(r=0.86～0.97)的显著正相关性，其中以IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ的相关程度最强；Ks呈现出程度在(r=0.88～0.98)的显著正相关性，其中也以IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ的相关程度最强。IOLMaster 700与IOLMaster 500在测量角膜曲率的原理都是采用远心光学技术，但IOLMaster 700的测量点数更多，更精确，测量直径稍大于IOLMaster 500，也许这是在本研究中3种仪器角膜曲率测量差异没有统计学意义的原因。

角膜是眼屈光系统中屈光力最大的组织，约占全眼屈光力的2/3。角膜曲率测量误差在引起IOL度数计算误差中占第二位[7]。本研究Bland Altman一致性方面，IOLMaster 700和OPD-Scan Ⅲ在测量Kf和Ks值时最大差值的绝对值最小，分别为1.13D和1.20D，而IOLMaster 700和MODi 2角膜地形图仪、OPD-Scan Ⅲ和MODi 2角膜地形图仪的95%一致性区间范围较宽，测量最大差值的绝对值较大。对于IOL度数计算来说，1D的K值误差会引起0.8～1.3D的度数计算误差[8]。因此，3种仪器测量Kf、Ks虽然没有统计学差异，但存在临床差异，在临床中是不能被接受的，测量时不能互换。同样是杜亚茹[6]在分析OPD-Scan Ⅲ和IOLMaster500的Kf和Ks的一致性时，通过Bland Altman一致性分析，发现95%一致性区间在(-0.70～0.37)和(-1.20～0.80)之间，这种测量差异在临床上是不能被接受的。

本研究的不足在于样本量有限，且同时纳入了双眼进行研究，可能会对结果产生偏倚。纳入的研究对象为白内障患者，但没有对患者白内障严重程度、白内障分型进行分类对比，也没有考虑患者的屈光状态、眼轴等条件，后续的研究还需细分各个条件，测量角膜曲率时结合轴位，使研究更准确。本研究只对比了3种仪器测量这3种数据的差异性及一致性如何，未纳入测量这3种数据的金标准测量仪器进行对比，对于研究后指导临床使用中的参考意义还有待提高，后续研究还应纳入测量WTW、Kf和Ks的金标准测量仪器，如Pentacam，与本研究的3种仪器进行对比，才能对指导临床使用更有参考意义。

综上所述，IOLMaster 700、OPD-Scan Ⅲ、MODi 2角膜地形图仪在测量水平角膜直径时，IOLMaster 700与MODi 2角膜地形图仪差异无统计学意义；3种仪器在测量平坦轴角膜曲率、陡峭轴角膜曲率差异无统计学意义。但3种仪器所测得3种数据对于计算IOL度数时，均会产生有临床意义的差异，因此临床中，如果需要使用这3种仪器在测量水平角膜直径、平坦轴角膜曲率、陡峭轴角膜曲率计算IOL度数时，不能互换使用。