光学相干生物测量仪Lenstar LS 900与IOLMaster对眼球生物学参数测量的一致性评价

沈沛阳 丁小虎 何明光 钟兴武 陈海波 邢健强

光学相干生物测量仪Lenstar LS 900与IOLMaster对眼球生物学参数测量的一致性评价

沈沛阳 丁小虎 何明光 钟兴武 陈海波 邢健强

生物测量；光学低相干反射测量仪；光学相干生物测量仪

目的探讨一种最新的光学低相干反射测量仪Lenstar LS 900对于眼球生物测量的准确性，将其测量值与光学相干生物测量仪IOLMaster的测量结果进行比较。方法对照观察分别由Lenstar LS 900和IOLMaster测量的正常人群眼球的眼轴长度(axial length，AL)、前房深度(anterior chamber depth，ACD)、角膜子午线上下的曲率半径(CR1、CR2)和白对白角膜直径(white-to-white distance，WTW)等眼球生物学参数。结果本研究纳入了206个健康的成年个体(206眼)，年龄(26.9±15.6)岁。两种测量仪对于AL、ACD、CR1、CR2和WTW等测量值的相关程度很高。Lenstar LS 900与IOLMaster的测量结果比较，AL差值(0.014±0.090)mm(P=0.025)，CR1差值(0.006±0.030)mm(P=0.005)，CR2差值(0.020±0.040)mm(P<0.001)，均略长；WTW较短差值(-0.110±0.400)mm(P<0.001)，ACD的差异无统计学意义(P=0.554)。除WTW一致性界限为-0.89～0.67 mm外，两种测量仪的测量数据具有良好的一致性。结论与IOLMaster相比较，Lenstar LS 900可提供同样准确、可靠的眼球生物测量数据(除WTW外)，并且可提供中央角膜厚度和晶状体厚度数据，因此Lenstar LS 900在屈光手术和白内障手术领域有很好的应用前景，能满足未来高质量白内障手术的要求。

[眼科新进展，2014，34(6)：560-563]

准确的眼球生物测量对于行屈光手术和白内障手术的患者取得良好的术后屈光效果至关重要。以白内障摘出联合人工晶状体(intraocular lens，IOL)植入术为例，随着手术技术的不断进步以及患者对于术后视觉效果的期望不断提高，术前更精确的测算IOL度数显得愈发重要。IOL度数测算的准确性取决于术前准确的眼球生物测量，包括眼轴长度(axial length，AL)、角膜屈光力和预测的术后IOL有效位置(effective lens position，ELP)等[1]。相比传统的超声生物测量，光学相干生物测量仪使得眼球生物测量的结果更加准确、可靠[2]。很多研究证实IOLMaster相比超声生物测量，具有更好的准确性(≤ 5 μm)和分辨率(12 μm)，可靠性更佳[3-6]。但IOLMaster不能测量中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)和晶状体厚度(lens thickness，LT)，而且其测得的前房深度(anterior chamber depth，ACD)是指从角膜上皮面到晶状体前表面的距离，而非解剖学意义上的ACD[7]。

Lenstar LS 900生物测量仪(Haag-Streit AG，Koeniz，瑞士)是最新一代运用光学低相干反射测量技术(optical low-coherence reflectometry，OLCR)的测量仪。它使用820 nm超辐射发光二极管(superluminescent diode，SLD)作为光源，通过一次扫描即可同时获得多种生物学参数，包括AL、ACD、角膜曲率半径(corneal radii of curvature，CR)、白对白角膜直径(white-to-white distance，WTW)、CCT、LT、瞳孔直径(pupil diameter，PD)和视轴的偏离程度等，对于进行有晶状体眼IOL植入术、睫状沟固定型IOL植入术以及应用最新的IOL计算公式，如Olsen和Holladay II公式非常重要[8-9]。目前这种最新的Lenstar LS 900生物测量仪已引进国内，本研究使用Lenstar LS 900测量正常人群的眼球生物学参数，通过与IOLMaster的测量结果进行比较评价其对于眼球生物参数测量的准确性和可靠性。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2012年8月在中山大学中山眼科中心预防眼科进行眼部常规检查的健康人群206人(206眼)，其中男104人(104眼)，女102人(102眼)；年龄7～64(26.9±15.6)岁。患有脑部或眼部疾病以致固视不良者被排除。在详细解释本研究的目的后，每位受检者或其法定监护人均签署了知情同意书。本研究得到了中山大学伦理审查委员会的批准，符合赫尔辛基宣言中的伦理学标准。受检者均在同一天由同一位检查医生进行IOLMaster和Lenstar LS 900检查。

1.2评价指标Lenstar LS 900与IOLMaster测量的眼球生物学参数：AL、ACD、CR(最小屈光力主子午线上角膜曲率半径CR1和最大屈光力主子午线上角膜曲率半径CR2)和WTW。为便于与IOLMaster的测量结果进行比较，本研究的Lenstar LS 900 ACD定义为实际测量的解剖学意义上的ACD与CCT之和。

1.3测量方法Lenstar LS 900和IOLMaster检查均按照仪器操作规范，由同一名经验丰富的医生在受检者散瞳前完成。检查过程中，受检者被要求直视检查探头中的固视点。IOLMaster检查依次完成AL、CR、ACD和WTW的测量，其中AL、ACD由连续5次测量的平均值得到，CR要求取3次测量的均值。Lenstar检查在对焦完成后，一次测量即可完成所有的眼球参数测量，要求取连续3次测量结果的均值。

1.4统计学方法受检者右眼的数据被用于代表每位受检者的眼部参数，以避免同一个体双眼数据间的相关性影响分析结果。采用Stata 12.0统计学软件进行数据分析。根据KS检验，所有参数均符合正态分布，用均数±标准差表示。两种仪器测量结果的比较采用定量资料配对t检验；相关程度用组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)来表示；一致性用Bland-Altman法进行分析[10]。在Bland-Altman图中，95%的一致性界限(limits of agreements，LoA)(LoA =差异均值±1.96 Sd)范围越窄、差异均值越接近零，表示两种测量方法一致性越高，反之亦然。Bland-Altman图由统计软件MedCalc for Windows，version 9.5.0.0绘制。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

分别由Lenstar LS 900和IOLMaster测量的眼球生物学参数：AL、ACD、CR1、CR2和WTW见表1。除ACD(P=0.554)外，两种测量仪在各个参数间的差异均有统计学意义(均为P<0.05)。Lenstar LS 900的测量结果中，AL、CR1、CR2均比IOLMaster的测量值大，而WTW小于IOLMaster的测量值。Lenstar LS 900测量的CCT为460～646(543.0±36.7)μm，LT值为3.14～5.04(3.82±0.44)mm。

Lenstar和IOLMaster测量结果的差值和95% LoA见表2。Bland-Altman图显示AL、ACD和CR之间的一致性良好，其中CR1的LoA范围最窄，其次是CR2、ACD和AL(图1)。

表1 Lenstar LS 900和IOLMaster测量眼球生物学参数的比较Table 1 Comparison of ocular biometric measurements using Lenstar LS 900 and IOL Master(±s，l/mm)

3 讨论

随着有晶状体眼IOL植入术等眼内屈光手术的普及、新的IOL计算公式的出现以及患者对于个体化屈光手术的要求，眼球屈光结构参数的准确测量越来越重要。准确地测量AL、ACD、CR等参数可使IOL度数的测算更加精确，术后能取得更佳的视觉效果。目前最新的OLCR测量仪Lenstar通过一次扫描就能沿着视轴方向同时获得AL、ACD、CCT、LT、WTW、CR等多种参数，适应了高质量白内障手术的要求。当前被广泛使用的IOLMaster通过一对780 nm共轴红外光进行测量，相干距离约为150 μm。而Lenstar是通过820 nm SLD光线进行低相干反射测量，能够检测角膜、前房、晶状体和视网膜等眼部不同组织的反射层面。由于工作光线的光谱宽度较宽(20～30 nm)，相干距离更短(约30 μm)，因而空间分辨率更高，这一特性也是Lenstar的突出优势。最新的研究也已表明Lenstar在进行眼部测量时有着很好的重复性[11]。

Figure 1 Bland-Altman plots showing differences against their mean values for ocular biometric measurements between Lenstar LS 900 and IOL Master.A:Axial length;B:Anterior chamber depth;C:CR1(the greatest corneal radius of curvature);D:CR2(the least corneal radius of curvature).The mean values were represented by dash lines，and the 95% limits of agreements(LoA)were represented by solid lines Lenstar LS 900与IOLMaster测量的眼球生物学参数的Bland-Altman图。A示眼轴长度；B示前房深度；C示最小屈光力主子午线上角膜曲率半径CR1；D示最大屈光力主子午线上角膜曲率半径CR2。MEAN为两种测量仪器的差异均值，95% LoA代表95%的一致性界限范围

表2 Lenstar LS 900和IOLMaster测量眼球生物学参数的一致性分析Table 2 Agreement of Lenstar LS 900 and IOL Master on ocular biometric measurements(l/mm)

本研究中，Lenstar LS 900和IOLMaster测量的AL相关性极佳，ICC为0.997。图1显示Lenstar的测量值比IOLMaster的略大，尽管平均差异仅有0.014 mm，但差异仍有统计学意义(P=0.025)。Holzer等[12]和Buckhurst等[13]的研究也发现Lenstar LS 900测得的AL测量值略长，较IOLMaster长约0.01 mm，与我们的研究结果相近。Hoffer等[14]认为Lenstar得到的AL值更大可能是由于其在对测量值进行校正时使用了与IOLMaster不同的算法。IOLMaster在测量AL时，为提高与浸浴式超声生物测量的一致性进行了重新校正，以更接近角膜前表面顶点到内界膜的距离[3]。本研究中两种仪器AL测量值平均为23.99 mm。由于每0.5 mm的AL测量误差可导致术后约1.4 D的屈光不正[1]，因而这种差异幅度在临床上可以接受，AL测量值的一致性良好。

ACD的准确测量在新的IOL计算公式如Holladay II公式，以及可调节型IOL和有晶状体眼IOL植入术中非常重要，Olsen[1]的研究表明术后ACD的预测值、AL和CR的测量误差分别占到了IOL植入术后目标屈光状态总体偏差的42%、36%和22%。但能否精确分辨角膜内皮面仍是准确测量ACD的巨大挑战，IOLMaster是通过偏离视轴30°方向的裂隙光照射得到了眼前段图像，然后通过软件进行图像分析得到ACD值(从角膜上皮面到晶状体前表面的距离)；而Lenstar则是利用光学生物测量原理，沿视轴方向分别测量角膜上皮面到内皮面的CCT和角膜内皮面到晶状体前表面的中央ACD。因此Lenstar的ACD测量值更加精确。基于两种仪器不同的测量原理，本研究在分析比较ACD结果时，将Lenstar ACD定义为原本测得的解剖学意义上的ACD与CCT之和。本研究中Lenstar和IOLMaster测得的ACD差异为-0.004 mm，95% LoA为-0.17～0.17 mm，两种测量方法一致性良好。之前的研究显示Lenstar测得的ACD结果大于IOLMaster(0.05～0.17 mm)[12，14-15]。这可能是由于本研究的纳入人群是年轻健康的个体，前房相对较深，视轴与30°方向的深度差异较小，加上两种仪器的测量误差，导致本研究的ACD结果差异无统计学意义。本研究进一步证明了Lenstar和IOLMaster对于ACD测量结果的一致性良好。Kriechbaum等[16]的研究表明采用OLCR原理测量ACD优于传统的超声生物测量，尤其是对于人工晶状体眼的患者。因而Lenstar在人工晶状体眼以及白内障的情况下对ACD测量的准确性还需要进一步研究[12]。

Lenstar和IOLMaster均是通过分析一系列发光二极管在角膜前表面的反射成像来获得CR的测量值。Lenstar通过对角膜前表面的32个投射光反射点进行分析以测算CR，相比IOLMaster仅分析6个光反射点，理论上其测量结果的准确性和重复性更佳。在这32个光点中，16个分布在直径为2.30 mm的外环上，相当于目前广泛使用的角膜曲率仪标准测量的光学区。另外16个分布在直径为1.65 mm的内环上，这就能为角膜屈光术后患者提供了更加准确的角膜曲率测量。本研究中，两种测量仪对CR1与CR2测量结果一致性较好。但Lenstar的CR值相比IOLMaster均略大，提示Lenstar测得的角膜面更为平坦，与之前的研究结果相近，仍需进一步研究Lenstar CR测量结果的准确性[12-14]。

WTW是通过图像分析得到的，Lenstar的测量值小于IOLMaster的结果。相比其他参数，其一致性也稍差。Bjelos Roncevic等[11]的研究也表明Lenstar对WTW的测量值重复性较差。因此Lenstar对于WTW测量的准确性还需要进一步研究。

通过本研究，我们发现Lenstar通过一次测量就能同时获得所需的AL、ACD、CR、WTW、CCT、LT和PD等主要参数，而IOLMaster则在测量每一种参数时都需改变测量模式并且不能提供CCT和LT数据，因而Lenstar的测量更为快捷，受检者的依从性更好。Lenstar可测量解剖学意义上的ACD，以及WTW、LT、CCT等参数，为可调节型IOL、矫正散光IOL、睫状沟固定型IOL、有晶状体眼IOL植入术，以及最新的IOL计算公式的运用提供全面的眼球生物测量数据，适应了白内障手术和屈光手术的发展要求。

本研究对Lenstar进行眼球生物测量的准确性进行分析，结果表明对于健康成年人群，Lenstar能够提供准确可靠的测量数据，而对WTW测量的准确性仍需进一步研究。Lenstar准确全面的眼球生物测量，使其在屈光手术和白内障手术领域有很好的应用前景。今后还应进一步研究采用Lenstar测算IOL度数的准确性，以及对一些特殊眼部情况，如高度远视(AL<21.0 mm)、病理性近视(AL>27.0 mm)、无晶状体眼和硅油填充眼测量的准确性。

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13 Buckhurst PJ，Wolffsohn JS，Shah S，Naroo SA，Davies LN，Berrow EJ.A new optical low coherence reflectometry device for ocular biometry in cataract patients[J].BrJOphthalmol，2009，93(7):949-953.

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16 Kriechbaum K，Findl O，Kiss B，Sacu S，Petternel V，Drexler W.Comparison of anterior chamber depth measurement methods in phakic and pseudophakic eyes[J].JCataractRefractSurg，2003，29(1):89-94.

date：Jul 25，2013

Comparison of ocular biometry using Lentar LS 900 and IOL Master

SHEN Pei-Yang，DING Xiao-Hu，HE Ming-Guang，ZHONG Xing-Wu，CHEN Hai-Bo，XING Jian-Qiang

biometry;optical low-coherence reflectometry;partial coherence interferometry

Objective To evaluate the ocular biometric measurement using a new optical low-coherence reflectometer(Lenstar LS 900)，and compare the measurements with those obtained from the IOL Master.Methods In this prospective comparative observational study，axial length(AL)，anterior chamber depth(ACD)，radii of corneal curvature(CR1，CR2)and white-to-white distance(WTW)were performed using IOLMaster and Lenstar LS 900 biometer by the same examiner.Results The study evaluated 206 healthy adults(206 eyes)，mean age was(26.9±5.6)years.There was a good correlation for AL，ACD，CR1，CR2and WTW between two devices.The Lenstar measured a slightly longer AL，mean difference was(0.014±0.090)mm(P=0.025)，mean difference of CR1was(0.006±0.030)mm(P=0.005)，mean difference of CR2was(0.020±0.040)mm(P<0.001)，and mean difference of WTW was(-0.110±0.400)mm(P<0.001).The ACD obtained by the two devices was similar(P=0.554).Bland-Altman plots displayed good agreement of all parameters except WTW(limits of agreement was from -0.89 mm to 0.67 mm).Conclusion The Lenstar LS 900 provide precise and valid measurements of all parameters analyzed，which are comparable with those of IOLMaster except WTW.The results，coupled with its availability of central corneal thickness and lens thickness measurements make the Lenstar LS 900 a promising new instrument for ocular biometry prior to cataract and refractive surgery.

沈沛阳，男，1984年1月出生，江苏人，博士，主治医师。主要研究方向：眼底病学和眼科流行病学。联系电话：0898-68628485；E-mail：peiyang.shen@gmail.com

AboutSHENPei-Yang:Male，born in January，1984.Doctor degree.Tel:+86-898-68628485；E-mail：peiyang.shen@gmail.com

2013-07-25

570311 海南省海口市，中山大学中山眼科中心海南眼科医院(沈沛阳，钟兴武，陈海波，邢健强)；510060 广东省广州市，中山大学中山眼科中心，眼科学国家重点实验室(丁小虎，何明光)

何明光，E-mail：mingguang_he@yahoo.com

沈沛阳，丁小虎，何明光，钟兴武，陈海波，邢健强.光学生物测量仪Lenstar LS 900与IOLMaster对眼球生物学测量的一致性评价[J].眼科新进展，2014，34(6)：560-563.

10.13389/j.cnki.rao.2014.0153

【应用研究】

修回日期：2014-02-12

本文编辑：董建军

Accepteddate:Feb 12，2014

From theHainanEyeHospital，ZhongshanOphthalmicCenter(SHEN Pei-Yang，ZHONG Xing-Wu，CHEN Hai-Bo，XING Jian-Qiang)，Haikou570311，HainanProvince，China;TheStateKeyLaboratoryofOphthalmology，ZhongshanOphthalmicCenter(DING Xiao-Hu，HE Ming-Guang)，Guangzhou510060，GuangdongProvince，China

Responsibleauthor:HE Ming-Guang，E-mail:mingguang_he@yahoo.com

[RecAdvOphthalmol，2014，34(6):560-563]