五种方法测量近视患者中央角膜厚度的研究

毕文娇,吴 洁,郭 振,刘 坤,王 瑶

0引言

角膜厚度的测量主要用于角膜疾病、青光眼的诊断及随访，尤其在屈光手术患者筛选和术式选择上有重要的参考价值[1]，传统观点认为A超角膜测厚仪是测量中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)的“金标准”[2]。但近年来，多种光学生物测量仪的出现为CCT的测量提供了更多的选择，其非接触操作安全高效，现已成为角膜厚度测量的常用仪器。较多研究发现A超角膜测厚仪较光学生物测量仪测得的CCT值偏高[3-5]。因此在屈光手术设计中，对于角膜厚度偏薄的高度近视患者，完全参考A超测量的CCT值可能存在过度切削的风险。本研究采用两种临床较常用的光学生物测量仪Pentacam、OCT，两种新型光学生物测量仪Tomey OA-2000、IOL Master 700及A超角膜测厚仪分别测量近视患者的双眼CCT，将五种仪器测量值取平均值，评估五种仪器CCT的测量值与平均值的相关性及一致性，以期为临床诊断提供更可靠的诊断依据。

1对象和方法

1.1对象选取2018-03/08在青岛眼科医院北部院区拟行角膜屈光手术的门诊患者共56例112眼为研究对象，其中男37例74眼，女19例38眼，年龄17～32(平均22.36±4.67)岁，术前等效球镜-1.75～-9.00D，矫正视力均≥1.0。所有患者均停戴角膜接触镜4wk以上，且患者均无眼部外伤、手术史及眼部器质性病变，经眼科检查排除眼表及角膜疾病。本研究经我院伦理委员会审批通过，所有患者均知情同意。

1.2方法每例患者依次用Pentacam、OCT、Tomey OA-2000、IOL Master 700和A超角膜测厚仪测量双眼CCT。Pentacam、OCT、Tomey OA-2000 及IOL Master 700测量时，嘱被检者将下颌置于仪器的下颌托上，前额贴在头带上，双眼睁大、注视正前方指示灯，检查者按照仪器的使用流程，按照电脑屏幕提示或使用操作杆进行对焦，仪器自动测出CCT的读数，并显示测量结果可靠性。记录下此时CCT的数值，每眼测量3次，取平均值。A超角膜测厚仪测量时，被检查者取仰卧位，双眼各点1滴4mg/mL的盐酸奥布卡因滴眼液，1min后进行检查。嘱患者双眼固视正上目标，检查者左手分开患者眼睑，右手持消毒后的A超探头垂直置于角膜中央，获取平均测量值，重复测量3次，取最小值。所有测量均由同一名操作熟练的医师在同一时间段(1 ∶ 30～3 ∶ 30pm)完成，整个测量过程约20～30min，双眼依次进行测量，每次重复测量间隔15s，每两种测量方法间隔时间为5min。

2结果

2.1五种仪器测量CCT值及平均值的比较五种仪器对56例112眼患者的CCT测量值见表1。利用均方根误差(RMSE)和希尔不等式系数(TIC)两种方法分析五种测量方法与平均值之间的误差，误差值越小说明测量值与平均值越接近。两种方法结果均表明：Pentacam与Tomey OA-2000与平均值的偏离程度相对较小，即两种方法测量值与平均值最接近，其次为OCT、IOL Master 700、A超(表2)。

2.2五种仪器CCT测量值与平均值的相关性检测对五种方法测量值与平均值进行典型相关性分析，并计算出五个相关系数，相关性系数越大说明测量方法与平均值相关性越好。结果表明：Pentacam、OCT、Tomey OA-2000、IOL Master 700及A超角膜测厚仪的测量值与平均值之间均有显著的相关性，相关系数分别为：ρ=0.957、0.950、0.953、0.930、0.949。Pentacam与Tomey OA-2000与平均值的相关性最好，其次为OCT、A超、IOL Master 700。

2.3五种仪器测量CCT结果与平均值的一致性分析以平均值作为“标准”，将五组测量值分别与平均值进行Bland-Altman分析，结果以代表“差值均数”的实线越接近“0”的水平线一致性程度越高。结果显示：(1)五组测量值与平均值的差值在95%的可信区间外的点数分别为Pentacam 8个(7.1%)、OCT 8个(7.1%)、Tomey OA-2000 6个 (5.4%)、IOL Master 700 5个(4.5%)、A超6个(5.4%)；(2)在95%的可信区间内，五组测量值与平均值的差值最大值分别为Pentacam 10.46μm、Tomey OA-2000 11.73μm 、OCT 14.11μm、IOL Master 700 14.15μm 及A超22.52μm。(3)五组测量值与平均数差值均数的绝对值由小到大的顺序为Pentacam 0.7μm、Tomey OA-2000 0.9μm、OCT 1.3μm、IOL Master 700 1.7μm、A超2.9μm。以上结果显示五种仪器CCT测量值与平均值的差值均在临床可接受的范围内，一致性均较好，其中Pentacam及Tomey OA-2000与平均值的一致性程度更高。

3讨论

CCT是角膜屈光手术术式选择及安全厚度预留的重要参考依据[1]，其测量值的准确性对屈光术后角膜膨隆、圆锥角膜等并发症的风险评估有重要的意义[6]。目前临床上常用于测量角膜厚度的仪器主要有接触式的A型超声角膜测厚仪和非接触式的眼前节分析系统及眼前节OCT。A超角膜测厚仪是最早应用于角膜厚度测量的生物测量仪,它采用声波的反射特性来测量角膜厚度,具有较高的轴向分辨力，测量精密度可达1μm[7]，被传统观点认为是角膜厚度测量的“金标准”[2]，但其接触式测量存在交叉感染的风险，操作者主观选择角膜中心点对测量的准确性及可重复性影响较大。有观点认为，A超探头与角膜中心不垂直或表面麻醉药导致角膜水肿均可使测得的CCT值偏高[8]。较多研究发现A超测量的CCT值较多种光学生物测量仪测得的CCT测量值偏高[3-5]。随着光学生物测量仪测量精度的不断提高，临床医师越来越倾向于参考多种仪器的CCT测量值，以保障手术设计更加客观、安全。

表1 五种仪器测量CCT值及平均值的比较

测量方法 x±s(μm)95%的可信区间最小值(μm)最大值(μm)Pentacam530.17±25.08525.47～534.87468593OCT519.79±26.09514.52～524.65455582Tomey OA-2000521.75±26.51517.00～526.86450583IOL Master 700519.53±28.15514.26～524.80447593A超542.23±26.88537.20～547.27478616平均值526.69±26.08524.60～528.79447616

表2 五组测量值与平均值均方根及希尔不等式系数的误差分析结果

测量方法误差方法PentacamOCTTomey OA-2000IOL Master 700A超 RMSE(均方根误差)6.3258.7466.56210.80816.397TIC(希尔不等式系数)0.0060.0080.0060.0100.015

本研究采用的Pentacam眼前节分析仪，可采用的光源为波长为475nm的蓝色二极管激光，通过Scheimpflug旋转摄像机在2s内拍摄50个裂隙面的图像，通过计算机得到清晰的眼前节三维图像，兼具角膜地形图仪和角膜测厚仪的作用，可得到角膜中央、周边任意一点的厚度值以及全角膜前后表面的高度。傅立叶域相干光断层成像系统(fourier domain optical coherence tomography，FD-OCT) 是第四代OCT产品，又称频域OCT，采用波长840nm的红外光，其扫描速度70000次/s，较早期的时域OCT有更快的扫描速度、更高的分辨率[9]。Pentacam及FD-OCT是目前临床上角膜厚度的测量较常用的两种光学测量仪器。在以往的研究中，Pentacam和FD-OCT测量角膜厚度常与A超相比较，虽结果各异[10-15]，但二者测量角膜厚度的重复性及可靠性均已得到国内外研究证实[16-18]。

Tomey OA-2000及 IOL Master 700是目前最新的两种扫频OCT原理的光学生物测量仪，两者分别采用1060及1055μm波长的激光作为扫频光源，穿透力及轴向分辨率更优于前一代光学生物测量仪，对角膜厚度测量的分辨力可达1μm。同时两者均具有快速、多参数一体化测量功能。目前国内外的研究表明两者对于IOL术前生物学参数的测量与IOL Master 500有显著的相关性及良好的一致性，且对过熟期白内障有更高的检出率[19-21]。Goebels等[22]用Tomey OA-2000测量138例IOL术前患者术眼CCT的结果分别为536.54±33.33μm。华焱军等[23]用Tomey OA-2000测量IOL术前患者(74眼)的CCT结果为518.41±34.18μm。Gao等[24]用Tomey OA-2000测量99名健康人的双眼CCT结果为523.97±31.59μm。关于IOL Master 700测量CCT的研究目前少有文献报道。

本研究中A超测得CCT的结果与叶娅等[10]、彭铎等[25]用A超测得的CCT值相似。Pentacam、OCT的CCT测量值与邹湖涌等[26]、李凤洁等[27]的研究结果相似，Tomey OA-2000的CCT测量值与Gao等[24]的研究结果相似。A超、Pentacam测得CCT值分别较平均值厚15.54±5.26、3.48±5.31μm，OCT、Tomey OA-2000、IOL Master 700测得CCT值分别较平均值薄6.91±5.39、4.94±4.34、7.12±8.13μm。其中Pentacam及Tomey OA-2000 CCT的测量值与平均值最接近，其与平均值的相关性及一致性最好。

虽然A超测量CCT作为“金标准”的精确性已被诸多学者所认可，但研究表明A超操作前使用表面麻醉药物可导致角膜上皮轻度水肿、增厚，且水肿的角膜组织因水合作用增强而使超声波通过该组织的声速降低，使测的结果较实际偏厚[28-29]，考虑不排除A超测量CCT值偏高的可能性。而非接触式光学测量仪，排除了表面麻醉药物对角膜厚度测量造成的误差。四种光学测量仪中，Pentacam及Tomey OA-2000 CCT的测量值与平均值最接近，且相关性及一致性最好。但Pentacam的波长较短，从光学测量的原理上看，其对于较厚或较薄的角膜测量易出现偏差，使测量值较真实值更薄或是更厚，而Tomey OA-2000的波长较长，理论上减少了这种偏差的发生，在以后的研究中，我们将扩大样本量，按角膜厚度值进行分组，来研究Pentacam与Tomey OA-2000对不同角膜厚度的测量是否存在偏差，及其偏差是否具有临床意义。

本研究结果表明：五种生物测量仪测得的CCT值与平均值之间均具有良好的相关性及一致性，Pentacam及Tomey OA-2000的测量值与平均值最接近，其相关性及一致性最好，且这两种非接触性光学生物测量仪具有高速、全自动、多参数一体化测量的优势，可为临床提供更好的角膜厚度参考依据。