OPD-ScanⅢ与Pentacam测量角膜屈光力和散光的一致性

李盼盼 袁幽 涂园园 宋愈 吴莹

角膜屈光力（Keratometry，K）占眼总屈光力的75%，角膜散光（Corneal astigmatism，CA）是总眼散光（Total astigmatism，TA）的重要组成部分[1，2]。准确测量K及CA对屈光手术的规划有着重要的意义。目前临床上测量CA的仪器主要基于以下原理：Placido环、Scheimpf1ug摄像、Scanning Slit法等[3]。OPD-ScanⅢ角膜屈光分析仪是OPD-Scan系统的最新设备，其角膜地形图测量系统基于Placido环原理将36 个蓝光同心圆均匀投射到整个角膜上，得到覆盖全角膜的12 960 个测量点数据。Pentacam采用Scheimpf1ug摄像原理，在临床上使用较为广泛，且已有大量研究证实Pentacam测量CA和轴位具有较高的准确性[4，5]。目前有不少研究显示OPDScanⅢ测量角膜生物参数的可重复性较高[6，7]，但国内关于OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K、CA度数及散光轴位一致性的研究较少且未进一步分组分析。国内有研究发现在低度CA中不同仪器对散光轴位测定结果的差异较大[8]。本研究主要对OPDScanⅢ与Pentacam测量低、高度角膜散光患者的K和CA的一致性进行分析，以探讨OPD-ScanⅢ测量K和CA的临床应用价值。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入标准：①患者能顺利完成OPD-ScanⅢ和Pentacam检查；②角膜规则散光；③眼压正常（10～21 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）；④停止配戴软性角膜接触镜1周以上，硬性透氧性角膜接触镜2 周以上。排除标准：①角膜瘢痕、圆锥角膜等角膜疾病；②干眼症、眼部手术史及眼部外伤史等。

收集2019 年6 ─12 月在苏州大学附属理想眼科医院就诊的屈光不正患者876 例（1 072 眼），其中男489 例（669 眼），女387 例（403 眼），年龄17～45岁（24.7±6.5）岁。按Pentacam三维眼前节分析系统（70900，德国Oculus公司）测量CA的屈光度数分为低度CA组（CA≤0.75 D）和高度CA组（CA＞0.75 D）[9]。低度CA组纳入197例（301眼），年龄18～44（26.2±6.7）岁，球镜度数-9.75～+1.00（-4.18±1.82）D，柱镜度数0～1.50（-0.25±0.30）D。高度CA组纳入679例（771眼），年龄17～45（24.2± 6.3）岁，球镜度数-10.50～+3.00（-4.26±1.79）D，柱镜度数0～5.50（-0.87±0.68）D。本研究遵守赫尔辛基宣言，通过苏州大学附属理想眼科医院伦理委员审核（批号：SLER2018112）。所有研究对象均知情同意并签署知情同意书。

1.2 检查方法

1.2.1 一般眼科检查 采用电脑自动验光仪（ARK-510A，日本Nidek公司）测量3次，取其平均值，根据电脑验光的结果采用综合验光仪（RT-5100，日本Nidek公司）对屈光度进行校正并记录其球镜度数、散光度数及轴位。采用裂隙灯显微镜（IEC601-1，日本Topcon公司）检查眼前节，排除角膜瘢痕。采用Pentacam（70900，德国Oculus公司）行角膜地形图检查，排除圆锥角膜、不规则散光。采用Schirmer试验检查泪液分泌量，并排除泪液分泌量＜5 mm/5 min的患者。应用非接触式眼压计（CT-1，日本Topcon公司）测量眼压，连续测量3次，记录其平均值。

1.2.2 Pentacam三维眼前节分析诊断系统的测量 采用Pentacam（70900，德国Oculus公司）三维眼前节分析系统测量。所有检查均由同一熟练的技师在暗环境下完成。测量前保证头位正，眨眼数次以保证泪膜分布均匀，测量时嘱其尽量睁大双眼注视前方Pentacam旋转轴中心，操作者使用操纵杆对焦后采用自动采集图像的设置，连续测量3次。并记录角膜中央直径3 mm范围平坦轴K（K1）、陡峭轴K（K2）、CA及散光轴位。

1.2.3 OPD-ScanⅢ角膜分析仪的测量 采用OPDScanⅢ角膜分析仪（OPD-ScanⅢ，日本Nidek公司）测量。所有检查均由同一熟练的技师在半暗室环境下完成。测量前保证头位正，眨眼数次以保证泪膜分布均匀，测量时嘱患者尽量睁大双眼注视前方OPD-ScanⅢ中心的注视灯，检查者根据窗口提示，通过调整控制杆使窗口图像对焦，进入角膜地形图模式后嘱被检查者瞬目数次后保持双眼睁大后采集图像，连续测量3次。记录角膜中央直径3 mm范围的K1、K2、CA和散光轴位。

1.3 矢量分析

应用Næser[10]提出的矢量分析，将CA分解为：0°（或180°）轴位散光：J0=（C/2）cos（2α）；45°轴位散光：J45=（C/2）sin（2α），其中C为角膜散光屈光度数，α为角膜散光轴位。

1.4 统计学方法

系列病例研究。采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析。选取2 种仪器连续测量3 次，选取散光轴位为中间值的那次测量数据进行统计分析。经Kolmogorv-Smiro检验2组计量资料符合正态分布，数据以均数±标准差表示，组间差异性比较采用配对样本t检验；不符合正态分布者，数据以M（Q1，Q3）表示，组间差异性比较采用Wilcoxon符号秩检验。2组测量数据的相关性分析采用Spearman相关性，一致性分析采用Bland-Altman法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 低度CA组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量角膜屈光力和散光的比较

OPD-ScanⅢ测得的K1、K2、CA较Pentacam的测量结果分别高（0.02±0.17）D、（0.05±0.19）D、（0.03±0.18）D，二者测量值差异均有统计学意义（t=4.991，P＜0.001；t=2.310，P=0.022；Z=-2.891，P=0.004）。OPD-ScanⅢ测量的散光轴位、J0 及 J45 与Pentacam测量值差异均无统计学意义（Z=-4.999，P=0.618；Z=-1.122，P=0.262；Z=-0.802，P=0.422），见表1。OPD-ScanⅢ测量的K1、K2、CA、散光轴位、J0及J45与Pentacam的测量值均呈正相关（r=0.990、0.992、0.597、0.678、0.780、0.802，均P＜0.001），见图1。

OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0及J45的一致性宽度（With of agreement，WOA）分别为0.74 D、0.66 D、0.70 D、55.82°、0.40 D 及0.36 D。OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0及J45的测量值在95%一致性界限（Limits of agreement，LOA）外比例分别为6.64%、5.98%、5.65%、7.64%、6.98%和5.32%。见表2和图2。

2.2 高度CA组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量角膜屈光力和散光的比较

OPD-ScanⅢ测得的K1、K2、J45 较Pentacam的测量结果分别高（0.06±0.17）D、（0.05±0.20）D、（0.04±0.14）D，差异均有统计学意义（Z=-10.763，P＜0.001；Z=6.046，P＜0.001；Z=-6.079，P＜0.001）。OPD-ScanⅢ测得的CA较Pentacam的测量结果低（0.01±0.22）D，OPD-ScanⅢ测得的散光轴位较Pentacam的测量结果右旋（1.20±9.24）°，差异均有统计学意义（Z=-2.335，P=0.020；Z=-5.480，P＜0.001），见表3。OPD-ScanⅢ测得的K1、K2、CA、散光轴位、J0及J45与Pentacam的测量值呈正相关（r=0.990、0.992、0.936、0.811、0.933、0.747，均P＜0.001），见图3。

表1.低度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据的比较（301眼）Table 1.Comparison of measurments in low CA group measured by OPD-Scan III with Pentacam (301 eyes)

图1.低度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据相关性散点图（301眼） A-F：分别为OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0、J45相关性散点图。K1，平坦轴K；K2，陡峭轴K；CA，角膜散光，J0，0°（或180°）轴位散光；J45，45°轴位的散光Figure 1.Correlation scatter of the measurements obtained using OPD-Scan III and Pentacam in the low CA group (301 eyes).A-F:Correlation scatter of the K1,K2,CA,axis,J0,and J45 obtained using OPD-Scan III and Pentacam,respectively.K1,keratometric value at the flattest corneal meridian;K2,keratometric value at the steepest corneal meridian;CA,corneal astigmatism;J0,power vectors were computed at axis 0° or 180° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system;J45,power vectors were computed at axis 45° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system.

表2.低度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据的一致性（301眼）Table 2.Inter-device agreement of measurments in low CA group measured by OPD-Scan III with Pentacam (301 eyes)

图2.低度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据的一致性散点图（301眼） A-F：OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0、J45的一致性分析图。K1，平坦轴K；K2：陡峭轴K；CA，角膜散光；J0，0°（或180°）轴位散光；J45，45°轴位的散光Figure 2.Agreement scatter of the measurements obtained using OPD-Scan III and Pentacam in low CA group (301 eyes).A-F:Agreement scatter of the K1,K2,CA,axis,J0,and J45 obtained using OPD-Scan III and Pentacam,respectively.K1,keratometric value at the flattest corneal meridian;K2,keratometric value at the steepest corneal meridian;CA,corneal astigmatism;J0,power vectors were computed at axis 0° or 180° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system;J45,power vectors were computed at axis 45° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system.

表3.高度角膜散光组 OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据的比较（771眼）Table 3.Comparison of measurments in high CA group measured by OPD-Scan III with Pentacam (771 eyes)

OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0及J45的WOA为分别为0.78 D、0.68 D、0.86 D、24.70°、0.48 D及0.58 D。OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0 及J45的95%LOA外比例分别为4.41%、4.67%、5.71%、4.41%、5.58%和4.80%，见表4和图4。

3 讨论

准确测量角膜屈光力、CA及轴位对角膜屈光手术的规划（角膜切开的位置及深度、透镜切削厚度），人工晶状体（IOL）屈光度的计算（特别是散光矫正型人工晶状体（IOL）的型号及轴位的计算）等均有重要意义[9，11，12]。OPD-ScanⅢ集角膜地形图测量、全眼及眼内的波前像差、全自动电脑验光、光程差测量等多功能于一身[13]，可以减少检查时间，提高诊疗效率。本研究纳入1 072 眼，按CA分为低度CA组和高度CA组，分析不同程度CA下OPD-ScanⅢ与Pentacam测量角膜屈光力、CA及散光轴位的相关性及一致性，以探讨OPD-ScanⅢ测量角膜屈光力和散光的准确性。

图3.高度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据相关性散点图（771眼） A-F：OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1、K2、CA、散光轴位、J0、J45相关性散点图。K1，平坦轴K；K2，陡峭轴K；CA，角膜散光；J0，0°（或180°）轴位散光；J45，45°轴位的散光Figure 3.Correlation scatter of the measurements obtained using OPD-Scan III and Pentacam in the high CA group (771 eyes).A-F:Correlation scatter of the K1,K2,CA,axis,J0,and J45 obtained using OPD-Scan III and Pentacam,respectively.K1,keratometric value at the flattest corneal meridian;K2,keratometric value at the steepest corneal meridian;CA,corneal astigmatism;J0,power vectors were computed at axis 0° or 180° according to the Jackson coefcient orthogonal coordinate system;J45,power vectors were computed at axis 45° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system.

表4.高度角膜散光组Pentacam与OPD-ScanⅢ测量数值的一致性（771眼）Table 4.Inter-device agreement of measurments masured by OPD-Scan III with Pentacam in high CA group (771 eyes)

本研究发现在低度和高度CA 患者中OPDScanⅢ与Pentacam测得的K1、K2差异均有统计学意义。Eibschitz-Tsimhoni等[14]研究显示，根据SRK回归公式P=A-2.5L-0.9K（P拟植入IOL度数，A常 数，L眼轴长度，K角膜屈光力），每1.00 D的角膜屈光力误差，会导致0.80～1.30 D的IOL屈光度 计算偏差。本研究中OPD-ScanⅢ与Pentacam测量的K值，参照SRK回归公式，计算IOL度数，此差异对IOL度数的影响约为0.09 D，而临床上IOL的度数一般以0.5 D递增，这2种仪器测量K值的差异在计算IOL度数时不具有临床意义。Asgari等[7]研究比较了OPD-ScanⅢ和Pentacam测量K值的一致性，在正视眼中即球镜度为（0.14±0.09）D，柱镜度为（0.08±0.09）D，K1、K2 的95%LOA分别为（-0.12，0.54）D、（-0.15，0.47）D。在近视眼中即球镜度为（-0.60±1.03）D，柱镜度为（-0.25±0.28）D，K1、K2的95%LOA分别为（0.15，0.47）D和（0.07，0.31）D，提示OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K值的一致性较好，在临床上可以互相替代。这与本研究一致。

图4.高度角膜散光组OPD-ScanⅢ与Pentacam测量数据一致性散点图（771眼）A-F：OPD-ScanⅢ与Pentacam测量K1，K2，散光度数，散光轴位，J0，J45的一致性分析图。K1，平坦轴K；K2：陡峭轴K；CA，角膜散光；J0，0°（或180°）轴位散光；J45，45°轴位的散光Figure 4.Agreement scatter of the measurements obtained using OPD-Scan III and Pentacam in the high CA group (771 eyes).A-F:Agreement scatter of the K1,K2,CA,axis,J0,and J45 obtained using OPD-Scan III and Pentacam,respectively.K1,keratometric value at the flattest corneal meridian;K2,keratometric value at the steepest corneal meridian;CA,corneal astigmatism;J0,power vectors were computed at axis 0° or 180° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system;J45,power vectors were computed at axis 45° according to the Jackson coefficient orthogonal coordinate system.

在Molina-Martín等[15]的研究中，Cassini和Pentacam这2种仪器测量CA、J0、J45的WOA分别为0.739 D、0.390 D、0.374 D，认为这2种仪器测量CA的一致性较差，在临床上不能互相替代。在本研究的低度CA组中OPD-Scan-Ⅲ和Pentacam测量CA、J0、J45的WOA分别为0.70 D、0.40 D、0.36 D，在高度CA组中分别为0.86 D、0.48 D、0.58 D。2种 仪器测量CA的WOA宽度高于Molina-Martín等[15]的研究。参照Molina Martín等[15]的结论，我们 亦可认为OPD-Scan-Ⅲ和Pentacam测量CA的一致性较差。Piñero等[16]的研究中IOLMaster与Sirius system测量CA的差值为（0.10±0.25）D，认为二者在测量角膜散光屈光度数上可以互相替换。本研究在低度和高度CA组中OPD-ScanⅢ测得的CA较Pentacam的测量结果分别高（0.03±0.18）D和（0.04±0.14）D，参照Piñero等[16]的观点，在测量CA屈光度数上，OPD-ScanⅢ与Pentacam可以互相替换。国内有研究显示VERION和Lenstar LS900测量J0、J45的95%LOA分别为（-0.25，0.31）D和（-0.27，0.36）D，不会对散光矫正型IOL的选择产生影响，认为OPD-ScanⅢ和Pentacam测量CA的差异在临床可接受范围内[8]。目前对于CA屈光度数一致性界限的可接受范围没有公认的标准，在实际应用中，应结合临床目的，综合分析OPD-ScanⅢ测量CA的准确性。

Viestenz等[17]的研究显示，散光矫正型IOL轴位每旋转3°，其矫正散光的能力就会丢失10%。国内有研究发现，在低度角膜散光患者中，不同仪器散光轴向的差异很大[8]。在本研究中，低度CA组中OPD-Scan-Ⅲ和Pentacam测量散光轴位的95%LOA为-27.86°～27.96°，2 种仪器测量散光轴位差＜10°者占57.48%。高度CA组中OPDScan-Ⅲ和Pentacam测量散光轴位的95%LOA为-11.15°～13.55°，2种仪器测量散光轴位差＜10°者占91.83%。OPD-ScanⅢ与Pentacam一致性比较时有4.41%的测量值在95%LOA外，超过95%的测量值在一致性界限内。本研究发现测量高度CA的散光轴位时OPD-ScanⅢ和Pentacam的一致性较好。在Lin等[18]研究中，OPD-ScanⅢ和VERION测量的散光轴位的95%LOA为-27.85°～65.17°。这比本研究中2种仪器测量的散光轴位的95%LOA更宽，除了测量原理的差异外，主要是因为测量范围的差异。在Lin等[18]的研究中，VERION的测量范围是角膜直径2.8 mm，而Pentacam的测量范围是角膜直径3.0 mm，而在本研究中OPD-ScanⅢ与Pentacam的测量范围均是角膜直径3.0 mm。

本研究在数据分析方面增加了角膜散光的矢量参数J0 和J45 以及散光轴位，数据分析更全面。在方法分析方面联合OPD-ScanⅢ与Pentacam检测结果的相关性和一致性综合评价OPD-ScanⅢ测量K和CA的准确性，可信度高。然而，本研究也存在一定局限性，如未考虑双眼的相关性，部分患者纳入双眼数据进行统计，可能会带来人为的样本同质性问题，另外本研究低度数CA组样本量较少，对于低度散光的患者仍需扩大样本量进一步研究。

综上所述，OPD-ScanⅢ测量K值和高度CA患者的散光轴位时与Pentacam的测量值具有较高的一致性，但其测量CA散光度数和低度CA患者散光轴位时与Pentacam测量值的一致性较差。

利益冲突申明本研究无任何利益冲突

作者贡献声明李盼盼：参与课题设计，资料分析，撰写论文，对编辑部的修改意见进行修改。袁幽：参与课题设计，资料分析，对编辑部的修改意见进行修改。涂园园：收集数据，统计分析。宋愈、吴莹：修改论文并参与编辑部修改意见的修改