不同测量方法评价近视患者角膜水平直径的大样本比较研究

曹丹凤，尹连荣，康婷婷，褚慧，吕文豪，杨薇

角膜水平直径是指角膜缘3 点到9 点之间的水平距离，即白到白（white-to-white，WTW），国人正常角膜水平直径范围在11.5～12 mm，超过13 mm称为大角膜，小于10 mm 则称为为小角膜[1-2]。WTW是重要眼部参数，在疾病的诊断及治疗中具有重要的临床价值，如圆锥角膜、先天性青光眼[3-5]的诊断；角膜手术、眼内晶状体植入手术及角膜接触镜验配中参数的评估等[6-11]，尤其在有晶状体眼后房型人工晶体植入术中，WTW 的精确测量是手术成功与否的关键。

目前角膜WTW 的测量手段主要包括卡尺量规、眼科光学生物测量仪（intraocular lens master，IOL Master）、前节光学相干断层扫描仪（anterior segment optical coherence tomography，AS-OCT）、眼前节分析系统（Orbscan、Pentacam、Sirius）、超声生物显微镜检查 （ultrasound biomicroscopy，UBM） 等多种测量方法，但各种测量方法的结果并不完全一致，临床缺乏金标准，给临床经验的推广应用造成困扰，了解不同测量方法的相关性及一致性对WTW 的临床应用具有重要价值。其中IOL Master 与眼前节分析系统为临床最常用的检查设备，故本研究选取临床常用的IOL Master 500 与Sirius 眼前节分析系统进行大样本比较，并分析其差异性、相关性与一致性，为WTW 临床应用提供参考依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究为回顾性研究，选取2018 年12 月—2021 年2 月就诊于中国中医科学院眼科医院屈光手术科的近视患者1,124例（2,171 只眼），其中男性患者530例（1,020 只眼），女性594例（1,151 只眼），年龄范围为7～48 岁，平均（21.32±8.47）岁，等效球镜度范围为-0.75～-23.25 D，平均等效球镜度为（-5.48±2.68）D（表1）。

表1 纳入不同测量方法评价WTW 的近视患者一般资料

1.2 诊断标准、纳入标准和排除标准

诊断标准：参考国际近视研究院白皮书[12]，近视是指当眼睛调节放松时，眼球的球面等效屈光度≤-0.50 D。年龄<18 岁者为未成年人，年龄≥18岁者为成年人。

纳入标准：所有符合诊断标准的近视患者。

排除标准：所有患者排除角膜疾病及先天性青光眼。

1.3 研究方法

所有患者均由经验丰富的检查者在自然瞳孔且相对暗室条件下进行测量，检查时嘱被检者下颌置于下颌垫上，前额紧贴前额托，测量WTW。

Sirius 眼前节分析系统测量（意大利C.S.O SRL公司，型号：SIRIUS SYSTEM）：被检者双眼睁大平视正前方同时注视绿灯，检查者用操纵杆进行瞄准对焦，完成对焦后嘱被检者快速眨眼并睁开，使泪膜覆盖好后再进行拍摄。三维成像系统在2 s 内完成25 张图片的拍摄，符合采集质量的图片纳入分析：沙伊姆弗勒（scheimpflug，SC）覆盖率>80%，可信度（SC）>90%；普拉西多环（placido，P）覆盖率>75%，中心定位>80%。

眼科光学生物测量仪（德国Zeiss 公司，型号：IOL Master 500）：嘱检查者向前注视中央的黄色固视点,眨眼后再尽力睁大，6 个周边亮点对称的分布于十字线周边,且巩膜结构或瞳孔的边缘需要达到最佳聚焦，当对焦达到绿色交通灯时通过按下操纵杆上的按钮启动测量过程，计算机将自动分辨出角膜缘并得出WTW。

1.4 统计学方法

采用统计软件SPSS 26.0 和MedCalc 19.6.1 对数据进行处理分析。计量资料采用均数±标准差（±s） 表示，2 组间同一患者不同仪器检测比较，采用配对t 检验；成年与未成年患者间WTW 的比较采用两组独立样本t 检验。相关性分析采用Pearson相关分析。采用Bland-Altman 分析及95%一致性界限（limit of agreement，LoA）对2 种测量方法进行一致性分析。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 种测量方法的差异性分析

IOL Master 500 与Sirius 眼前节分析系统所测得的总体WTW 平均值分别为（12.02±0.35）mm、（11.80±0.31）mm，不同年龄阶段患者WTW 平均值均显示IOL Master 500 较Sirius 眼前节分析系统测量WTW所得数值偏大，且2 种测量方法所得数值差异，均具有统计学意义（t总体=32.632，t未成年=12.445，t成年=31.900，均P=0.000）（表2）。IOL Master 500 测得未成年患者与成年患者WTW 平均值差异有统计学意义（t=4.121，P=0.000）,平均差值为（0.08±0.02）mm；Sirius 眼前节分析系统测得未成年患者与成年患者WTW 平均值差异有统计学意义（t=7.844，P=0.000），平均差值为（0.15±0.02）mm（表2）。

表2 IOLMaster500 与Sirius 测量WTW 的结果比较（±s，mm）

表2 IOLMaster500 与Sirius 测量WTW 的结果比较（±s，mm）

注：* 同一患者不同仪器检测结果比较，P＜0.05；# 与相同仪器成年组比较，P＜0.05。WTW 角膜水平直径

2.2 2 种测量方法的相关性分析

Person 相关性分析结果显示IOL Master 500 与Sirius 眼前节分析系统测量WTW 具有正相关性（r=0.704，P=0.000），按年龄分组，未成年组和成年组均显示2 种测量方法具有正相关性（r未成年=0.631,r成年=0.734，均P=0.000）。

2.3 2 种测量方法的一致性分析

Bland-Altman 结果显示IOLMaster500 与Sirius 眼前节分析系统测量WTW 的95%LoA 为（-0.41，0.89）mm，LoA 上限值均大于0.50 mm，超过临床可接受范围，2 种测量方法一致性较差。因研究结果显示未成年与成年WTW 差异具有统计学意义，故对数据进行一致性分析时，按年龄分为未成年组与成年组，分别进行了一致性分析，结果显示成年组95%LoA 为（-0.34，0.84）mm，未成年组95%LoA 为（-0.50，0.89）mm，LoA 上限值超过临床可接受范围，3 组结果均显示2 种测量方法一致性较差（图1）。

3 讨论

近年来近视发病呈现高发病率及低龄化的特性，随之而来高度近视的发病率呈现逐年上升趋势，预计2050 年全球近视人口将达到49.8 亿，高度近视人口可达9.38 亿[13]，近视防控及高度近视的防治成为全球关注的焦点。角膜塑形镜是目前公认的可控制近视进展的防控措施，而其验配的精准程度直接影响其防控效果，其中重要生物学参数为WTW大小[10]。WTW 不仅影响角膜塑形镜的直径还影响其松紧度。过松塑形效果差，近视控制疗效差；过紧影响氧交换，角膜易出现点染等并发症。目前近视矫治的主流手术包括角膜相关的屈光手术及晶状体相关的屈光手术。由于后房型有晶状体眼人工晶体植入术安全有效、相对可逆且术后可获得良好的视觉质量，使得其被越来越多的医生及患者所接受，已广泛应用于高度及部分中、低度近视患者。该手术成功的关键因素在于眼内晶状体度数与大小的选择，晶状体大小主要参考因素为WTW 及前房深度，而前者比后者更重要，直接影响手术的有效性及安全性。眼内晶状体过大过小均可能导致并发症发生，若眼内晶状体过小，则会导致自身晶状体与人工晶体距离过短，即拱高过低，可能影响房水循环，阻碍自身晶状体表面营养代谢，从而导致前囊下白内障的发生[14]；且散光晶状体易于转位，影响术后视觉质量。若眼内晶状体过大，人工晶体会可能与虹膜后表面接触，从而阻碍房水前流，造成瞳孔阻滞，引发闭角型青光眼的发生，也可能因与虹膜后表面接触面积增加，引起虹膜色素散播，形成色素播散性青光眼[15]。此外，不恰当的眼内晶状体大小还会引起内皮细胞丢失、虹膜炎等其他并发症发生。目前角膜屈光手术的主流手术为全激光手术，其中飞秒制瓣准分子激光原位角膜磨镶术、飞秒基质透镜取出术为最主要手术方式，飞秒制瓣准分子激光原位角膜磨镶术在负压环选择及制瓣环节需参考WTW 大小，飞秒基质透镜取出术建议患者WTW 应大于11 mm，否则易发生脱环的并发症。

WTW 的精确测量具有重要的临床价值，目前其测量手段主要包括卡尺量规、IOL Master、前节OCT、眼前节分析系统（Orbscan、Pentacam、Sirius）、UBM 等多种测量方法，各种测量方法结果并不一致，且缺乏金标准。WTW 测量的准确性主要取决于每个设备定义角膜缘的方法，以及获得的眼前节图像的质量。IOL Master 500 与Sirius 眼前节分析系统是临床最常用的2 种测量方法，但两者寻找角膜边界的原理不同，前者依据角膜与巩膜的对比度差异来定位角膜缘，测量时聚焦于虹膜表面，通过白到白记录角膜直径[16]，而后者是通过分析角膜光密度与透光率，使用水平可见虹膜直径来记录角膜直径，故二者测量值存在偏差。探讨2 种测量方法的差异性、相关性及一致性对临床工作具有重要的指导作用。以往有关2 种测量方法研究国内外报道样本量多为几十例到百例，未见大样本的研究，且以往研究多集中于成人。本研究为2，171 只近视眼的大样本临床研究，年龄跨度为7～48 岁，不仅包含了成年患者777例（1，529 只眼）还包含未成年患者347例（642 只眼），这是以往研究所未见的。大范围大样本的研究减少了研究结果的偏倚，提高了结果的客观性，可信度更高。本研究结果显示IOL Master 500 所测得的WTW 平均值较Sirius 眼前节分析系统的测量值高，两者相差（0.22±0.32）mm，而未成年组与成年组WTW平均值分别相差（0.18±0.37）mm、（0.25±0.30）mm，2 种测量方法测得的WTW 数据差异均具有统计学意义。该结果与张小兰等[17]、HUANG J H 等[18]的研究结果是一致的，但本研究与两者的研究人群不同，HUANG J H 等[18]的研究人群为年龄在38～84 岁的90例白内障患者，张小兰等研究人群为25例20～38 岁成年近视患者。Person 相关性分析结果显示2 种测量方法具有正相关性，无论在未成年组还是成年组。李岩等[19]的研究也证实2 种测量方法存在正相关，但其研究人群为80例17～44 岁近视患者。Bland-Altman 一致性分析结果显示IOL Master 500与Sirius 眼前节分析系统测量WTW 的95%LoA 为（-0.47，0.89）mm，又按年龄分为未成年组与成年组，分别进行了一致性分析，其结果显示成年组95%LoA 为（-0.34，0.84）mm，未成年组95%LoA 为（-0.50，0.89）mm，3 组结果均为LoA 上限值大于0.50 mm，超过临床可接受范围[20-21]，表明IOL Master 500 与Sirius测量WTW 一致性较差，临床不可相互替代。对于这一结论，由于研究对象、样本量、测量误差等原因，文献报道有差异，有研究认为两者一致性好[22]，而有研究结论恰好相反[23]。本研究样本量大于以往研究且研究对象包含未成年人及成年人，是以往研究所没有的。由于2 种测量方法一致性较差，故在临床计算眼内晶状体长度及角膜塑形镜直径不能相互替代。但由于这种偏差是有规律可循的，即IOL Master 500所测得的WTW 平均值较Sirius 眼前节分析系统的测量值偏大，且两者具有高度相关性，故2 种测量方法结果都是可靠的，临床均可采用且可相互参考。

本研究通过大样本、大范围研究，获得IOL Master 500 与Sirius 测量WTW 的差异性、相关性及一致性结果，为临床提供仪器互换性信息，避免使用不同设备进行多次不必要的图像采集，以便提高患者满意度，减轻患者及社会的经济负担。但本研究仅涉及近视患者且未对近视人群按高中低度数进行分组比较，年龄未覆盖48 岁以上或7 岁以下的人群，这些不足有待于后续工作中进一步完善。