不同眼压及角膜厚度下屈光不正眼Pentacam和Corvis ST圆锥角膜综合筛查指数的相关性研究

冯熠 贺瑞 马秋霞 巩瑞峰

圆锥角膜是一种后果严重的、非炎症性、进展性、以角膜局限扩张为特征的疾病。圆锥角膜的病因尚未完全明确，近年来的研究已有报道指出角膜屈光不正术后生物力学的改变是诱导遗传性角膜疾病发生的潜在危险因素[1]。角膜屈光手术前的圆锥角膜筛查成为减少相关手术并发症的重要步骤。以往的筛查和诊断主要通过单一的形态学检查，如Pentacam三维眼前节分析系统、Orbscan Ⅱ裂隙地形图分析系统等为手段，近年来，随着角膜生物力学测量技术在亚临床圆锥角膜诊断中的应用，使圆锥角膜筛查的敏感性进一步提高。新型的可视化角膜生物力学分析仪(corneal visualization Scheimpflug technology，Corvis ST)在综合多个生物力学直接测量参数的前提下，生成新型的圆锥角膜生物力学指数(corneal biomechanical index,CBI)，并和Pentacam三维眼前节分析系统联机分析，综合形态学和生物力学两方面特性，对提高诊断率和简化临床诊断分析有重要意义。但临床中发现CBI值受眼压和角膜厚度影响较大，本研究在控制眼压和角膜厚度的基础上分析CBI和Pentacam形态学综合指标(圆锥角膜综合偏差分析)(Belin/Ambrosio deviation nor malizaed index,BAD)、断层扫描生物力学指数(tomographic and biomechanical index,TBI)等进行相关性分析，探讨其在圆锥角膜诊断中的价值。

资料与方法

一、对象及分组

选取2019年1～3月就诊于我院拟行屈光手术的患者共508例，其中男性289例，女性219例，年龄18～38岁，平均年龄(25.37±4.12)岁，屈光度-1.25 D～10.50 D之间，所有入选者均选取右眼作为观察眼，其他全身和眼部条件符合角膜屈光手术适应证，本实验经本院伦理委员会审查通过。按眼压和角膜厚度对实验对象进行分组，眼压分为3组,分别为≤13 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)组，13～17 mmHg组,>17 mmHg组。角膜厚度分5组，分别为≤480 μm,480～510 μm，510～540 μm,540～570 μm，>570 μm组。

二、方法

一般项目：所有患者均经过系统正规的眼科检查，包括裸眼及矫正视力、裂隙灯显微镜检查、眼底检查、主觉及客观验光、Pentacam测量角膜地形图、角膜曲率等，超声测量角膜厚度，Corvis ST测量眼内压和角膜生物力学参数。

特殊检查项目及测量值：每位患者均由同一位操作熟练的技师完成。(1) Pentacam眼前节分析仪测量：固定被检者头部，在暗室自然瞳孔状态下完成。手动对焦，自动完成眼前节360°扫描，获得的数据包括眼前节相关参数，测量3次取最佳值，着重观察BAD值。BAD扩张分析软件主要包括角膜高度数据、厚度数据和D值分析3个部分。(2)Corvis ST检查:操作时对齐眼位，显示焦点清晰，这时气流自动释放，角膜形变全过程完整记录并生成相应的角膜生物力学参数。本研究着重分析CBI值。(3)眼压测量通过Corvis ST测量，取bIop(生物力学校正眼压)值。此数值结合角膜厚度、年龄、生物力学等因素进行校正，为比较真实的眼内压[2]。(4)角膜厚度测量为Pentacam眼前节分析仪测量值。

三、统计学方法

采用SPSS 22.0软件进行数据的统计分析，服从正态分布的计量资料采用均数±标准差表示；不服从正态分布的计量资料采用中位数(四分位数间距)表示，组间比较采用Kruskal-Wallis H检验，组间两两比较采用Nemenyi检验；相关性分析采用Spearman秩相关；P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

CBI、BAD和TBI之间，CBI和BAD及BAD和TBI之间相关性较强，分别是0.619和0.692，CBI和TBI相关性略低，为0.494。眼压和角膜厚度与3个系数之间均有明显的相关性(表3)。

表3 不同角膜厚度组CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

二、不同眼压亚组CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

不同眼压组间CBI和BAD、CBI和TBI及BAD和TBI两两之间相关性分析，P值均小于0.001，说明在不同的眼压状态下，CBI、BAD和TBI均有明显的相关性。其中，CBI、BAD和TBI在低眼压组相关性明显较强，分别为0.689、0.610和0.733，在3个参数的相关性之间，BAD和TBI的相关性相对较强，在3组不同眼压状态下分别是0.733、0.692和0.651(表1)。

表1 CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

三、不同角膜厚度组CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

不同角膜厚度分组的情况下，BAD和TBI的相关性最高，尤其在薄角膜组相关性分别为0.714和0.722，高度相关。CBI和TBI的相关性较低，CBI和BAD在薄角膜组相关性较强，为0.762，其它组别中等相关(表2)。

表2 不同眼压亚组CBI、BAD及TBI之间的相关性分析

讨 论

圆锥角膜是一种以角膜局限扩张、中央角膜变薄向前突出，呈圆锥形为特征的疾病，呈非炎症性的、进行性状态。圆锥角膜的发病原因尚不明确，多数学者认为是多因素所致，包括遗传、胶原发育障碍、变态反应、免疫缺陷、内分泌代谢紊乱等均认为和圆锥角膜发病有关[3]，典型的圆锥角膜有其特有的症状体征及相关检查表现，诊断并不困难，对于亚临床期患者，既往多用角膜地形图或角膜断层摄影等进行角膜形态的评估。Pentacam三维眼前节分析系统在亚临床圆锥角膜的诊断中较为敏感，优于同类的其他设备[4]。Pentacam分别对前表面高度值、后表面高度值、角膜厚度变化率、角膜最薄点厚度等几个敏感的圆锥角膜指标通过统计学整合，生成一个圆锥角膜综合偏差分析指标BAD值，用来快速初筛角膜扩张风险。

圆锥角膜的发病机制较为复杂，但目前均认为，角膜生物力学性质的改变是圆锥角膜发生的根本原因，生物力学的改变先于形态学的改变。既往的角膜生物力学检测多为角膜拉伸试验、角膜膨胀试验等离体测试，对于活体生物力学检测有前几年的ORA(眼反应分析仪)和近年来出现的可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)，它是一种联合Scheimflug高速摄像和气冲印压技术测量角膜生物力学的新设备。能实时动态记录角膜受压形变的整个过程，生成形变参数以反映角膜的生物力学特性，是较为先进的设备。既往研究已证实圆锥角膜患者的Corvis ST生物力学参数的多项指标与正常人相比差异有统计学意义[5]。此类参数阅读较为复杂，部分参数变异性大，受多种因素影响。新型的Corvis ST引入圆锥角膜生物力学指数(CBI)，CBI是在综合多个直接测量参数包括DR1、DR2(1 mm和2 mm水平位置最大形变振幅率)，ARTh(水平方向Ambrpsio相关厚度)，SD-Ddflection Amp(形变振幅标准差)，Stiffness Parameter SP-A1(角膜硬度参数)等参数的前提下，综合性别、年龄等因素，生成的一个综合判断标准，并经过临床验证有较高的敏感性和特异性[6]。新型的Corvis ST和Pentacam联机后综合分析各角膜形态学和生物力学指标，生成新型圆锥角膜综合风险指数(TBI)，在圆锥角膜的诊断中有重要指导意义。

我们在临床筛查中发现部分病例在角膜生物力学检测和角膜形态学分析有不一致的情况存在，特别是在角膜厚度较薄的情况下，CBI的异常率比较高。Pentacam在亚临床圆锥角膜的诊断中有较高的敏感性和可重复性[7]，故本组按眼压和角膜厚度分组，观察各组间CBI和BAD的相关性，试图证实CBI在不同厚度和眼压情况下在圆锥角膜的诊断中有不同敏感性和特异性。结果显示：CBI、BAD和TBI之间在圆锥角膜的筛查中是有相关性的，形态学和生物力学诊断的一致性对圆锥角膜的诊断有一定的互为补充作用。总体来说，CBI和BAD的相关性为0.619，相关性较强，说明CBI在圆锥角膜的诊断中是可以参考的。既往在对单眼确诊圆锥角膜，另眼在形态学上表现尚为正常眼的研究中，Corvis ST比Pentacam表现出更强的敏感性，由于这类患者例数较少，并不能就此认定CBI和BAD不一致是由于CBI先BAD出现异常所致。如果BAD值是相对公认的圆锥角膜诊断标准之一，CBI和BAD的相关性为0.619是否能推测CBI的特异性相对较弱，需要我们进一步研究。我们的研究中TBI和BAD的相关性很强，TBI和CBI相关性略弱，提示TBI分析仍然是以形态学为主。

在眼压的分组检测中，低眼压组三个指标的相关性最强。Corvis ST在外界气流的作用下观察角膜形变，眼内压的高低对角膜形变的影响较大，其它条件不变的情况下，随着眼内压的增加，形变会递减。我们的结果提示在低眼压的人群中生物力学指标对圆锥角膜的诊断的特异性和敏感性较高，随着眼压的增高，CBI的可信度有所下降。同时发现，BAD和TBI的相关性在各眼压组都很强，而CBI和TBI在低眼压组较强，高眼压组略弱，提示眼压的增高是影响CBI诊断准确率的一个原因。

在角膜厚度分组检测中，角膜厚度小于480 μm的组中，CBI和BAD的相关性最强，提示在角膜厚度小于480 μm时圆锥角膜诊断的一致性最高。在BAD和CBI的运算中薄角膜是作为圆锥角膜的风险因素进行考虑的，在角膜小于480 μm的情况下，二者评估的圆锥角膜风险都比较高，体现出较强的一致性。随着角膜厚度的增加，二者的相关性大幅度减弱。BAD和TBI的相关性在各厚度组都较强，CBI和TBI的相关性相对较弱，仍然提示TBI分析仍然是以形态学分析为主，在薄角膜组二者一致性更强。

通过以上分析，提示：(1)眼压增高对CBI的诊断有一定的影响，在诊断中可以参考患者的bIop值综合分析生物力学变化；(2)在角膜厚度低于480 μm情况下的CBI值参考价值更高；(3)CBI、BAD和TBI是为了简化诊断、普及应用生成的综合评价结果，在具体诊断中还要具体问题具体分析；(4)随着数据库的完善，期待CBI、BAD和TBI能不断进行参数调整，在提高临床诊断准确率和简化临床诊断方面有更优秀的表现。