iTrace与Pentacam测量角膜球面像差与曲率的比较

杜 云，孙 康，毕伍牧，钟林辉，简飞龙

0引言

屈光手术的发展日新月异，从板层刀到飞秒激光，手术的安全性及稳定性逐步提高，术后视觉质量明显改善，个性化手术方案也日趋完善。目前，白内障手术也已从最初的复明手术晋升为屈光手术，这一实质性的推进，需要更完善的屈光术前检查，精准的生物测量是手术效果的保证。因此准确测量角膜球面像差及曲率在角膜屈光手术和晶状体屈光手术中具有重要的临床意义。本研究主要探讨iTrace像差仪与三维眼前节分析系统Pentacam在角膜球面像差及曲率测量方面的差异性和一致性，以期为临床应用提供参考。

1对象和方法

1.1对象选取2018-08/2019-02在我院拟行激光角膜屈光手术的屈光不正患者63例125眼，其中男28例55眼，女35例70眼，年龄22～35岁。纳入标准：(1)术前最佳矫正视力1.0及以上；(2)角膜透明，瞳孔圆，对光反射灵敏，晶状体完全透明。排除眼睑内翻、严重干眼、翼状胬肉、圆锥角膜、角膜瘢痕等其它眼部疾病患者。本研究通过本院伦理委员会审批，所有患者均知情同意，并签署知情同意书。

1.2方法每位患者均分别使用iTrace像差仪与三维眼前节分析系统Pentacam测量角膜球面像差(瞳孔直径6mm)和角膜曲率(角膜中央3mm范围内)。嘱患者测量时尽量避免眨眼，头位及眼球保持不动，全程注视指示灯。检查者根据屏幕提示依次进行对焦，完成角膜生物学及球面像差测量，并记录两种仪器所测量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率径线(K1)、最陡峭曲率径线(K2)及角膜散光值(A)。所有检查均由同一位熟练操作该仪器的医师完成。

测量方法SphA(μm)K1(D)K2(D)A(D)iTrace0.230±0.08643.01±2.3844.08±2.481.03±0.57Pentacam0.247±0.11442.88±1.4443.86±1.511.07±0.62 t-1.4870.6761.0761.485P0.1400.5010.2840.140

2结果

2.1两种仪器角膜球面像差和曲率检测结果的比较iTrace像差仪和三维眼前节分析系统Pentacam测量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率径线(K1)、最陡峭曲率径线(K2)及角膜散光值(A)差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2两种仪器角膜球面像差和曲率检测结果的相关性Pearson相关分析结果显示，iTrace像差仪与三维眼前节分析系统Pentacam测量的角膜球面像差、最平坦曲率径线、最陡峭曲率径线及角膜散光值具有相关性(r=0.249、0.439、0.426、0.86，均P<0.05)。

2.3两种仪器角膜球面像差和曲率检测结果的一致性iTrace像差仪与三维眼前节分析系统Pentacam测得角膜球面像差(SphA)的差值的平均值为-0.0168±0.124μm，95%一致性界限区间为-0.260～0.226μm，93.4%的点均在95%一致性界限以内(图1)；最平坦曲率径线(K1)的差值的平均值为-0.13152±2.18D，95%一致性界限区间为-4.4～4.1D，96.0%的点均在95%一致性界限以内(图2)；最陡峭曲率径线(K2)的差值的平均值为-0.22088±2.29D，95%一致性界限区间为-4.71～4.26D，96.0%的点均在95%一致性界限以内(图3)；角膜散光值(A)的差值的平均值为0.04208±0.32D，95%一致性界限区间为-0.59～0.67D，96.0%的点均在95%一致性界限以内(图4)。

3讨论

随着角膜屈光手术及晶状体屈光手术的发展，精准的生物测量越显重要，从最基础的角膜曲率到高级的球面像差测量都关系着患者术后的视觉质量。随着个性化手术的发展，个体的眼生物测量数据尤其关键。在晶状体屈光手术方面，不仅影响到人工晶状体球镜度数的选择，更影响到散光晶状体的选择[1]。研究表明，每1.00D的角膜曲率误差，将会导致0.80～1.60D的人工晶状体屈光度的计算偏差[2]。在非球面人工晶状体选择方面，因角膜较大的正球差导致的球面像差严重影响患者的视觉质量，导致眩光及暗视力下降，因此个性化非球面人工晶状体的选择均基于角膜球面像差的准确测量[3-4]。据研究表明，角膜球面像差在瞳孔直径为6mm时的平均值为0.27～0.30μm[5]，但视觉质量最佳时全眼球差接近0.1μm[6]，所以植入的非球面人工晶状体需抵消角膜的正球面像差才能获得最佳的视觉质量。

图1Pentacam与iTrace测量角膜SphA的Bland-Altman一致性分析。

图2Pentacam与iTrace测量角膜K1的Bland-Altman一致性分析。

图3Pentacam与iTrace测量角膜K2的Bland-Altman一致性分析。

图4Pentacam与iTrace测量角膜A值的Bland-Altman一致性分析。

球面像差仪主要包括根据Scheiner-Smimov原理设计的主观像差仪和根据Hartman-Shack与Tscherning原理(如iTrace)设计的客观像差仪。对角膜曲率测量的基本原理均是基于Placido环原理、Scheimp Flug摄像原理、Scanning Slit 原理、Scheiner原理。iTrace像差仪与三维眼前节分析系统Pentacam均为非接触性测量仪器，测量简单、方便，但由于其测量原理不同，因此探讨两者测量结果的准确性、相关性及一致性有着重要的临床价值。iTrace像差仪采用较大Placido盘的Eye Sys Vista角膜地形图仪与Ray Tracing像差仪相结合，运用光路追迹原理，采用点对点串行扫描的模式，从而进行全角膜地形图检查及角膜像差的测量[7]。三维眼前节分析系统Pentacam利用Scheimp Flug成像原理进行旋转扫描三维测量，其具有两台整合的摄像机，测量时一台摄像机能在2s内从0°～180°旋转扫描拍摄50张裂隙图像，每张图像包含角膜前、后表面500个点，可以获得全角膜前、后表面地形图。Pentacam测量的是高度数据，与测量方向和参考点的轴位无相关性，最后由高度数据计算出唯一的角膜曲率值，从而反映出全角膜前表面和后表面的曲率[8]。

研究表明，球面像差随着瞳孔直径的增加逐渐增大[9]，而老年人一般瞳孔较小，故本研究选择年轻患者瞳孔直径为6mm时的球面像差作为比较参数。本研究结果表明，iTrace测量的角膜球面像差较Pentacam测量结果偏小，但差异无统计学意义，并且二者具有较高的相关性。本研究两种仪器测量的角膜球面像差约为0.24μm，与多数研究测量的角膜球面像差接近，但较元力等[10]研究值偏小，考虑与入选患者年龄相差较大有关。程雪莹[11]研究发现，角膜高阶像差、角膜球差、角膜前表面球差及角膜后表面球差均与年龄呈正相关，即老年人群以上参数较年轻人群大。另有研究发现角膜球面像差与眼轴长度呈负相关[12]。屈光性非球面人工晶状体植入需考虑患者的角膜球面像差，根据角膜球面像差精选匹配的非球面人工晶状体，使患者术后总球面像差接近+0.1μm，获得最佳的视觉质量。

此外，本研究发现，iTrace测量的角膜曲率较Pentacam测量值偏大，但差异均无统计学意义，并且二者具有较高的相关性。Bland-Altman一致性分析显示两种仪器在测量的角膜球面像差(SphA)、最平坦曲率径线(K1)、最陡峭曲率径线(K2)及角膜散光值(A)差值的平均值分别为-0.0168μm、-0.13152D、-0.22088D、0.04208D，差值均数均接近差值为0的基准线，95%一致性界限窄，这种差值和界限在临床上可以接受，两种仪器测量角膜曲率的一致性较好。分析原因有以下几点：(1)本研究纳入的患者均较年轻，检查配合程度高；(2)排除了部分可能对检测结果造成干扰的因素，如睑内翻、倒睫等；(3)两种仪器测量的角膜曲率均为角膜中央3mm范围内的曲率值；(4)检查时嘱患者瞬目3次，尽量排除干眼的影响。孙丽霞等[13]研究发现，Pentacam与iTrace测量近视眼角膜屈光力的一致性较好，与我们的研究结果一致，临床可互相参考。

综上所述，iTrace像差仪与Pentacam测量角膜球面像差及曲率的结果无明显差异，并且一致性较好，临床中可相互参考。