Sirius光迹追踪法计算人工晶状体度数的准确性

魏丽清，聂莉，陈榆，钱振彬，刘桂芳，傅映晖

（温州医科大学附属眼视光医院，浙江 杭州 310020，1.白内障科；2.青光眼科；3.屈光专科）

白内障术后屈光状态是影响患者术后满意度的重要因素之一，主要取决于手术操作因素、术前生物测量及人工晶状体（intraocular lens，IOL）屈光度计算。随着超声乳化技术的逐渐成熟、各种新型生物测量仪器的准确测量，IOL计算方法的准确性显得更加重要。目前，经过优化后的IOL-Master IOL度数计算公式是公认的临床上最常用且相对可靠的计算方法，但仍有部分患者术后出现较高的屈光误差，尤其在非正常眼轴（axial length，AL）患者中。光迹追踪法是一种新的IOL度数计算方法，新一代Sirius三维角膜地形图及眼前段分析系统（意大利CSO公司，软件版本phoenix 3.0）内部软件自带光迹追踪技术。本研究通过与传统IOL-Master法比较，分析Sirius光迹追踪法计算IOL度数的准确性及影响因素，探讨Sirius光迹追踪法的适用范围。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2016年7月至2017年8月来温州医科大学附属眼视光医院杭州院区行手术治疗的白内障患者64例（80眼），其中男22例（32眼），女42例（48眼），年龄48～87（68.0±8.4）岁。视力均用logMAR视力表示，小数视力与logMAR视力的转换参考AREVALO等[1]的方法，术前裸眼视力为0.2～2.6（1.15±0.68），术前最佳矫正视力为0～2.6（0.66±0.63），术后裸眼视力为0.2～2.2（0.45±0.44），术后最佳矫正视力为0～1.3（0.19±0.25）。纳入标准：①排除角膜病变、眼外伤、青光眼及有内眼手术史或屈光手术史患者；②IOL位于囊袋内，光学面居中；③术中术后无严重并发症；④术后矫正logMAR视力：正常AL组及短AL组≥0.3，长AL组≥1.3。本研究内容符合赫尔辛基宣言中的伦理学标准，经本院伦理学委员会批准，所有患者同意参加本研究并签署知情同意书。

1.2 方法 由同一位医师采用IOL-Master检查角膜屈光力（corneal refractive power，K）、AL、前房深度（anterior chamber depth，ACD），因晶状体混浊严重不能用IOL-Master测量AL的患眼改用A超测量AL，检眼镜、B超及光学相干断层扫描（optical coherence tomography， OCT）检查了解玻璃体及视网膜情况，根据患者年龄、文化水平、生活习惯、AL、眼底情况及对侧眼屈光状态预留相应的屈光度数，分别采用SRK/T公式、Haigis公式或Hoffer Q公式进行IOL度数计算。所有患者同时由同一位医师进行Sirius眼前段参数采集，获得房角度数，通过向Sirius系统输入术前IOL-Master测量得到的AL、IOL A常数，计算植入同一度数的IOL后预留的屈光度数。随访时间3个月以上，术后3个月或3个月以上进行主觉验光，术后实际屈光度数与预留屈光度数的差值即为屈光误差值，正值表示术后远视漂移，负值表示术后近视漂移。该屈光误差值的绝对值为绝对误差值（absolute error，AE）。采用白内障微切口超声乳化吸除联合IOL植入术，术中行透明角膜切口（2 mm）及辅助切口（1 mm），术中囊袋内植入IOL，光学面居中，角膜切口水密闭合。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS 21.0统计软件包进行数据分析处理。计量资料符合正态分布以 ±s表示，不符合正态分布以M（P25，P75）表示。4种IOL度数计算方法得到的术后屈光误差值的相互比较采用配对资料t检验，AE分布比较采用配对资料Wilcoxon秩和检验，短AL组、正常AL组和长AL组间Sirius屈光误差值的比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用LSD法，AE比较采用Kruskal-Wallis单因素方差分析，进一步两两比较采用All pairwise法。对Sirius光迹追踪法的屈光误差值及AE分别与年龄、AL、K、ACD及房角度数进行Pearson相关分析或Spearman相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 年龄和眼部参数 各AL组患者年龄和眼部参数见表1。其中，所有AL、短AL和长AL患者Sirius角膜屈光力和IOL-Master角膜屈光力间差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 各AL组内术后屈光误差比较 在所有患者中，SRK/T公式与Sirius光迹追踪法屈光误差值比较差异有统计学意义（t=-2.47，P＜0.05）；AE比较差异有统计学意义（t=-4.96，P＜0.01）。Haigis公式与Sirius光迹追踪法的屈光误差值比较差异无统计学意义（t=-1.62，P＞0.05），AE比较差异有统计学意义（Z=-4.56，P＜0.01）。见表2-3。

在短AL组患者中，SRK/T公式与Sirius光迹追踪法屈光误差值比较差异有统计学意义（t=3.24，P＜0.01）；AE比较差异有统计学意义（t=-2.05，P＜0.05）。Haigis公式与Sirius光迹追踪法的屈光误差值比较有统计学意义（t=4.74，P＜0.01），AE比较差异有统计学意义（Z=-1.98，P＜0.05）。Hoffer Q公式与Sirius光迹追踪法的屈光误差值比较差异有统计学意义（t=3.19，P＜0.01）；AE比较差异有统计学意义（t=-2.08，P＜0.05），见表2-3。

表1 所有患者年龄和眼部参数

表2 各AL组内Sirius光迹追踪法与IOL-Master法计算的屈光误差值比较（ ±s，D）

表3 各AL组内Sirius光迹追踪法与IOL-Master法计算的AE值比较[ M（P25，P75），D ]

在正常AL组患者中，SRK/T公式与Sirius光迹追踪法屈光误差值比较差异无统计学意义（t=0.018，P＞0.05）；AE比较差异有统计学意义（t=-2.24，P＜0.05）。Haigis公式与Sirius光迹追踪法的屈光误差值比较无统计学意义（t=-0.25，P＞0.05），AE比较差异有统计学意义（Z=-2.25，P＜0.05）。见表2-3。

在长AL组患者中，SRK/T公式与Sirius光迹追踪法屈光误差值比较差异有统计学意义（t=-8.16，P＜0.01）；AE比较差异有统计学意义（t=-3.51，P＜0.01）。Haigis公式与Sirius光迹追踪法的屈光误差值比较有统计学意义（t=-6.26，P＜0.01），AE比较差异有统计学意义（Z=-3.96，P＜0.01）。见表2-3。

2.3 各AL组间Sirius光迹追踪法的屈光误差比较

将短AL组、正常AL组、长AL组患者的Sirius光迹追踪法屈光误差值及AE进行两两比较，3组间的屈光误差值的差异均有统计学意义（P＜0.01）；AE除了短AL组与正常AL组差异无统计学意义（P＞0.05），短AL组与长AL组及正常AL组与长AL组相比，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2-3。

2.4 Sirius光迹追踪法屈光误差值的影响因素

Sirius光迹追踪法屈光误差值与年龄无相关性（r=-0.19，P＞0.05），见图1；Sirius光迹追踪法屈光误差值与AL呈正相关（r=0.68，P＜0.05），即随着AL增长，Sirius光迹追踪法计算结果远视偏移更多（见图2）；与K呈负相关（r=-0.38，P＜0.05），即随着K增大，Sirius光迹追踪法计算结果近视偏移更多（见图3）；与ACD呈正相关（r=0.44，P＜0.05），即随着ACD加深，Sirius光迹追踪法计算结果远视偏移更多（见图4），与房角度数呈正相关（r=0.34，P＜0.05），即随着房角增宽，Sirius光迹追踪法计算结果远视偏移更多（见图5）。

3 讨论

图1 Sirius光迹追踪法屈光误差值与年龄的散点图（r=-0.19，P＞0.05）

图2 Sirius光迹追踪法屈光误差值与AL的散点图（r=0.68，P＜0.01）

图3 Sirius光迹追踪法屈光误差值与K的散点图（r=-0.38，P＜0.01）

图4 Sirius光迹追踪法屈光误差值与ACD的散点图（r=0.44，P＜0.01）

图5 Sirius光迹追踪法屈光误差值与房角度数的散点图（r=0.34，P＜0.01）

随着白内障技术以及IOL的不断优化，医师使用个性化定制IOL联合个性化设计手术让白内障手术从防盲手术时代迈进屈光手术时代，因此准确地预测术后屈光度数非常重要。目前IOL度数计算有2种方法：①传统的基于光学生物测量的IOL计算公式；②光迹追踪法[2]。第1种方法基于Gullstrand模型眼，假定角膜是一个平面，晶状体厚度为0，在多年的临床应用中已被证实有较高的准确性[3-4]，但每个公式有其适用的范围，超出适用的范围则存在较大的误差[5]。光迹追踪技术则考虑角膜晶状体均存在一定的厚度，以折射定律为基础，进入眼内的光线在不同的屈光介质（角膜前后表面、房水、晶状体、玻璃体）发生折射到达视网膜，从角膜到视网膜的光线被追踪，通过特定的方法计算出IOL度数[6]。

自光迹追踪法计算IOL度数的技术问世，有学者对这个方法的准确性进行了研究。HOFFMANN等[7]比较Okulix光迹追踪法与Hoffer Q、Holladay和SRK/T三种IOL度数计算公式，发现光迹追踪法的误差绝对值较传统几种方法低，且误差大的患者数量更少，认为光迹追踪法更加准确。OLSEN等[8]对Olsen光迹追踪法中的预测术后IOL有效位置（effective lens plane，ELP）C常数进行优化，发现Olsen光迹追踪法在C常数优化前后均较Haigis、Hoffer Q、Holladay 1和SRK/T公式误差小，优化后误差更小，且屈光误差与AL、ACD呈正相关，与K呈负相关。本研究的结果与既往的研究有所不同，在本研究中，与IOL-Master公式比较，各AL组屈光预测的准确性均较IOL-Master公式差，在非正常AL患者中差异更加明显，短AL中Sirius光迹追踪法近视漂移更多，在长AL中远视漂移更多，且随AL增长、ACD加深、K减小及房角增大，远视漂移量增加（或近视漂移量减少）。推测与既往的研究结果有所不同原因可能在于：①不同仪器的光迹追踪法软件不同，预测ELP的原理有所不同，Olsen公式是根据术前ACD及晶状体厚度进行计算[8]，而本研究的Sirius法是根据A常数及眼前节参数进行计算[9]，两者的准确性有所差异，而ELP预测的准确性决定术后屈光状态预测的准确性；②以往的研究多局限于正常AL或者未对AL进行分组，不同的AL长度屈光误差不同；③光迹追踪法利用的眼前段参数虽然都是真实测量的，但不同的研究中用不同的仪器测量眼前段参数有所差异，因此造成的计算结果也有所不同。但本研究的结果与孙明等[10]的研究结果较一致，均认为光迹追踪法可以用来测算正常AL患者的IOL度数，对于长AL患者的屈光预测结果有远视倾向，不适合高度近视人群。

光迹追踪法不依赖虚拟的角膜折射参数来计算角膜曲率，可以在任何角膜直径下测量角膜的真实曲率。Sirius光迹追踪法利用其专利的计算方法包括A常数及眼前节参数来预计ELP[8]。而第三代IOLMaster公式（如SRK/T公式、Hoffer Q公式、Hollday公式）是依赖角膜曲率来预测术后ELP，Haigis公式是通过术前ACD和AL来预测术后ELP，因此术前的准确测量对ELP的预测显得至关重要。理论上来说，IOL-Master测量的K值为sim K值，Sirius光迹追踪法测量得到角膜前后表面K值及角膜厚度[9]，相比IOL-Master测量的角膜曲率更准确，Sirius光迹追踪法计算用到的A常数、AL与IOL-Master法一致，IOL的计算应更准确，但实际的结果却差强人意，提示其专利的ELP估算方法仍存在一定的缺陷，需进一步进行优化。本研究未对其术后实际ELP进行检测分析，但将是本研究要进一步分析研究的方向。

本研究结果提示Sirius光迹追踪法在非正常AL误差更加明显，且随AL增长、ACD加深、K减小及房角增大，远视漂移量增加，即ELP术后向后移动量增加，而AL缩短、ACD变浅、K增大及房角变小，近视漂移量增加，即ELP术后向前移动量增加。黄锦海等[11]对Lenstar、Pentacam与Sirius测量白内障患者的眼前节生物参数进行比较，发现三者在测量白内障患者中央角膜厚度、ACD、角膜曲率具有良好的一致性。且本研究中正常AL组Sirius光迹追踪法IOL计算与IOL-Master的准确性无明显差异，因此Sirius光迹追踪法在非正常AL误差明显不考虑是由于仪器测量不准确性引起。在本研究后续的工作中亦对其术后的实际的ELP进行测量，发现其数值与预测的ELP有所偏差，将实际的ELP输入Sirius光迹追踪法计算公式中，则提高了其术后屈光预测的准确性。在长AL眼中，由于高度近视悬韧带薄弱及玻璃体液化，前囊膜收缩产生的作用力可能会引起IOL光学部中心在眼内的相对位置改变，这种收缩常常引起IOL向后移位或变形，远视漂移和ACD测量值加深[12]。但也可能存在另一种原因是计算公式本身对长AL眼的ELP的预测已存在不准确的情况。由于无法得知其专利公式，无法分析实际ELP发生偏离的准确原因主要是实际囊膜收缩引起还是Sirius光迹追踪法软件预测ELP的不准确性引起或是两者的共同作用。而短AL眼很少存在自发的囊袋收缩的情况，其屈光误差推测更多可能是由于软件预测ELP的不准确性引起。虽然尚不能明确Sirius光迹追踪法计算IOL度数在非正常AL中误差大的原因，但此结果对我们临床的IOL度数计算仍具有一定的指导意义：Sirius光迹追踪法的应用范围限于正常眼，在临床中IOL度数计算时可同时参考IOLMaster各公式计算结果及Sirius光迹追踪法的IOL度数计算结果，对于非正常AL、角膜曲率、ACD、房角度数需优化后才能适用。在将来进一步的研究中，我们将根据患者眼部的参数对Sirius光迹追踪法的结果进行优化。

虽然Sirius光迹追踪法的应用仍存在一定的局限性，临床上尚不能替代IOL-Master法，但仍需要大量的临床研究对其准确性进行论证并进行优化。由于其准确的角膜曲率测量，不受角膜屈光手术的限制，可更多地开发其在准分子激光术后患者中的应用。