年龄相关性白内障患者角膜球面像差分析

朱珂珂，王 欣 ，穆红梅

0引言

目前非球面人工晶状体广泛应用于白内障手术中，其自身所带的负球差能够中和角膜的正球差，提高患者术后的视觉质量和对比敏感度。不同的非球面人工晶状体有着不同的非球面设计和度数，国外有研究报道人眼的总球差即角膜球差与人工晶状体的球差之和在接近0～0.1μm时可达到最佳视觉质量。角膜的球差主要分为前表面的正球差和后表面的负球差。因此术前测量全角膜的球面像差对白内障手术意义重大。本研究对年龄相关性白内障患者的角膜球面像差进行分析，现将结果报告如下。

1对象和方法

1.1对象选取2017-08/2018-08在我院确诊为单纯年龄相关性白内障患者217例217眼，其中男115例，女102例，年龄50～80(平均64.05±7.52)岁。按年龄段分组，Ⅰ组年龄50～60岁(63眼)，Ⅱ组年龄61～70岁(107眼)，Ⅲ组年龄71～80岁(47眼)。三组患者性别、眼别、角膜直径差异无统计学意义(P>0.05)。入选标准：排除其他地区和少数民族人口，患者年龄≥50岁，排除长期配戴角膜接触镜、有眼部手术史、眼表或角膜异常的患者。本研究目的已明确告知患者，并签署知情同意书，且获得医院伦理委员会的批准认可。

表1 三组患者角膜K值和球差的比较

1.2方法使用Pentacam眼前节分析系统(OCULUS)测量患者角膜参数，排除麻醉药物及散瞳药物点眼后的患者，检查均在同一间暗室，同一医师操作完成，选取成像质量显示为OK的数值纳入研究，分别测量角膜前、后表面K值，用Zernike analysis计算以角膜顶点为中心6mm直径范围内的前、后表面球差和总球差。每个患者检查3次取平均值。

2结果

2.1角膜球差的正态性检验患者217眼的角膜前、后表面和总球差经单样本K-S检验符合正态分布(Z=0.673、0.858、0.622，P=0.755、0.453、0.834)。

2.2角膜球差和K值的组间比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组角膜总球差平均值分别为0.248±0.051、0.317±0.092、0.382±0.108μm(图1)，所有患者角膜总球差平均值为0.311±0.098μm；组间角膜前、后表面K值比较，差异无统计学意义(P>0.05)，而角膜前表面球差和总球差组间比较，差异有统计学意义(P<0.05)，角膜后表面球差组间比较，差异无统计学意义(P>0.05，表1)。

2.3角膜球差和K值与年龄的相关性经Pearson相关性分析，角膜前、后表面K值与年龄无相关性(r=0.040、0.066，P=0.558、0.333；图2)，角膜前、后表面K值与角膜总球差无相关性(r=0.100、0.012，P=0.143、0.865)，角膜前表面球差、角膜总球差与年龄呈正相关(r=0.506、0.509，P<0.01；图3、4)，角膜后表面球差与年龄无相关性(r=0.097，P=0.154；图5)。

3讨论

本研究采用Pentacam眼前节分析系统的高分辨率Scheimpflug像机测量白内障手术患者的全角膜球面像差，以角膜顶点为中心6mm直径范围内的全角膜球差平均值为0.311±0.098μm。Beiko等[1-2]研究结果发现，人的全角膜球差在0.270～0.280μm，与本研究结果相差0.031～0.041μm，考虑到角膜球差的绝对值大小，我们认为这个差异是有临床意义的，这或许和一部分白内障患者在安装非球面人工晶状体后仍对视觉质量不满意有关系。

本研究所纳入的患者在性别、眼别、角膜直径等基本要素方面无差异，平均年龄为64.05±7.52岁。Holladay等[2]分析71例白人患者，平均年龄74岁，平均角膜球差为0.285±0.074μm；Beiko等[1]分析395例加拿大患者，平均年龄66岁，平均角膜球差为0.274±0.089μm。Al-Sayyari等[3]分析185例沙特阿拉伯人，平均年龄43岁，平均角膜球差为0.252±0.115μm。Lim等[4]分析70例东南亚的华人，平均年龄32岁，平均角膜球差为0.312±0.114μm。国内元力等[5]分析504例白内障患者，平均年龄73.5岁，平均角膜球差为0.413±0.161μm。可见不同种族、不同年龄段人群的角膜球差确实可能存在差异，本研究结果与其他文献之间的差异还可能与样本量的大小和测量仪器的不同有关。关于以Placido盘为基础计算角膜高度数据和Pentacam的裂隙扫描获得的角膜高度数据两种方法对比研究表明：使用以Placido盘为基础的角膜曲率测量仪器，中央角膜的高度数据不能直接测量，需间接计算。而一般正常角膜，从中心向外围的高度逐渐变化，形成一个扁长形，这些差异变化可能对角膜球面像差的估计有重大的影响[6]。此外，使用以Placido盘为基础的角膜曲率测量仪器无法测量角膜后表面的球面像差，如果不考虑后面，全角膜球差的计算可能发生较大的误差[7]。而Pentacam眼前节分析系统通过旋转扫描，最多可检测25 000个点，利用角膜前、后表面的反射光线获得高度图计算波阵面像差和屈光力，可准确地测得角膜前后表面的球差。

图1 三组患者角膜总球差值。

图2 角膜K值与年龄相关性。

图3 角膜前表面球差与年龄相关性。

图4 角膜总球差与年龄相关性。

图5 角膜后表面球差与年龄相关性。

通过对数据的检测分析，我们发现角膜前、后表面的K值，后表面的角膜球差均和年龄无相关性，角膜前表面球差和角膜总球差与年龄呈正相关，这和一些学者的研究结果一致[8-13]，推测可能为随着年龄的增加，周边角膜的退行性病变所致。但也有报道称年龄和角膜球差无相关性，和全眼球差有关[14-16]。Wei等[17]对410例白内障患者术前行iTrace波前像差分析仪检查，发现角膜前表面球差、全眼球差均与年龄无关，而全眼总高阶像差和彗差与年龄相关。我们认为种族和分类的差异可能是众多研究结果不一致的原因。本研究中角膜总球差波动范围0.072～0.773μm，标准差为0.098μm，显示出了较大的个体差异性，分析结果告诉我们白内障患者术前测量角膜球差的必要性。目前绝大多数非球面人工晶状体都是按照国外人眼的参数设计，最多只能矫正0.27μm的正球差，本研究结果显示平均角膜球差平均值为0.311μm，还会残余部分球差无法得到矫正。因此更多样的非球面IOL选择和更适应国人的非球面IOL的上市具有重要意义。

本研究测量的是以角膜顶点为中心6mm直径范围内的球差数值，而一些年龄相关性白内障患者的瞳孔在暗环境下通常<6mm，小的瞳孔直径意味着测量范围需要减小。本研究如果测量以角膜顶点为中心5mm直径范围内的角膜总球差平均值为0.172μm，较6mm直径的数值有明显减小，白内障手术需选用负球差绝对值更小一些的非球面IOL。而以角膜顶点为中心测量则对一些Kappa角较大和角膜形态不规则患者的术后视觉质量有较大影响。所以角膜球差对白内障手术效果的影响还需综合考虑各方面的因素。

总之，本研究使用Pentacam眼前节分析系统测量的年龄相关性白内障患者角膜球差平均值为0.311μm，且发现角膜前表面球差和角膜总球差与年龄呈正相关，为白内障手术中非球面人工晶状体的选择提供了一定参考依据。