Pentacam眼前节分析仪和Keratron Scout角膜地形图仪测量近视患者角膜前表面曲率的重复性和一致性分析

郝更生 赵姣 曾莉 刘宗顺 胡卜丹 毛科

目前临床上采用的角膜地形图仪主要基于三种原理设计：Placido环原理、裂隙扫描原理和Scheimpflug旋转摄像原理。1880年，Placido A发明了角膜盘，利用亮环在角膜上反射的Purkinje像，通过中心大镜片来观察，能够了解较大量的角膜前表面形态信息，是研究角膜地形的一突破性进步[1]。20世纪80年代，随着计算机技术的发展，以Placido盘为基础的角膜地形图仪应运而生，它采用计算机分析Placido盘的反射影像并转化成数字信息，可以定量分析角膜表面形态，然而以Placido盘为基础的角膜地形图仪在实际应用中存在一些局限：Placido盘镜面反射方法假设角膜的光轴和成像系统的光轴在一条直线上，它对光轴上的移位非常敏感，因此容易产生误差[2]；它通过拍摄Placido盘的反射图像后，测量每一环上各点的角度并进行数学重建，所得到的角膜地形图不是真正的角膜地形，只是角膜前表面屈光力图[3]；此外，由于基于Placido盘的角膜地形图测量的曲率大小在一定程度上取决于参照面，参照点或者观察角度的改变将影响其测得的曲率大小[4]。

Pentacam眼前节分析仪运用Scheimpflug成像技术对眼前节进行360°旋转测量，可以进行角膜地形图检查、角膜后表面参数测量、3 D前房分析和白内障分析，目前在屈光及白内障手术中应用广泛。以Scheimpflug技术为基础的Pentcam系统不需要非常精确的对位于角膜中心，在测量角膜高度时也不会造成错位误差[5]。此外，Pentacam测量的角膜表面高度图是角膜的真实形态，与轴位和方位均无关，一个精确的高度数据仅产生一个曲率图，因而测得的曲率数据非常准确。目前已经有很多研究表明Pentacam眼前节分析仪在测量角膜曲率方面具有很好的可重复性和准确性[6，7]。

有研究指出不同原理设计的角膜地形图仪在测量角膜地形图结果可能会存在差异，Keatron Scout角膜地形图仪以Placido盘为基础测量角膜前表面形态，关于其测量角膜曲率重复性的研究较少，本研究旨在探讨以Schiempflug原理设计的Pentacam眼前节分析仪和以Placido盘为基础的Keratron Scout角膜地形图仪测量角膜前表面曲率的重复性，并分析两种仪器测量结果的一致性。

资料与方法

一、研究对象

前瞻性随机对照研究。采用随机数字表法随机选取于2018年1月1～30日在我院眼视光中心行角膜激光近视矫正术前检查的69例患者，进一步采用随机数字表法选取左眼或右眼进行研究。纳入和排除标准：无眼部活动性炎症、器质性疾病；无眼部外伤史、手术史；无结缔组织疾病或自身免疫性疾病等全身性疾病。本研究通过乐山市人民医院科技和伦理委员会论证，所有患者检查前均签署知情同意书。

二、研究方法

所有受试者由同一检查者分别采用Pentacam眼前节分析仪和Keratron Scout角膜地形图仪进行测量，检查在同一暗室进行，两种仪器先后顺序随机安排。检查方法参照仪器操作流程，嘱患者注视前方固视视标，在接近对焦点时嘱患者眨眼1次，迅速对焦准确后进行自动检测，Pentacam眼前节分析仪选择图像质量好、并且一致性好的3次检查结果进行分析，Keratron Scout角膜地形图仪选择无泪膜破裂，分析面积在70%以上的3次检查结果。

三、统计学方法

统计分析采用SPSS19.0软件完成。采用变异系数(CV%)、组内相关系数(ICC)(95%CI)、 Cronbach’s Alpha系数分析两种仪器测量结果重复性，t检验比较两种方法测量结果的差异，Pearson相关分析法分析其相关性，Bland-Altman法分析两种仪器测量结果的一致性范围。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、一般资料

纳入研究的患者男性37例，女性32例，右眼36例，左眼33例，年龄18～37岁，等效球镜度数-1.50～-8.75 D。

二、Pentacam眼前节分析仪测量角膜曲率的重复性

3次重复测量时，Pentacam眼前节分析仪测量平坦轴角膜曲率(flat keratometry,Kf)的CV%为0.39%，ICC(95CI%)为0.811(0.651～0.907)，Cronbach’s Alpha系数为0.935，陡峭轴角膜曲率(steep keratometry,Ks)的CV%为0.28%，ICC为0.975(0.959～0.985)，Cronbach’s Alpha系数为0.991，平均角膜曲率(mean keratometry,Km)的CV%为0.25%，ICC为0.944(0.911～0.967)，Cronbach’s Alpha系数为0.981。

三、Keratron Scout角膜地形图仪测量角膜曲率的重复性

3次重复测量时，Keratron Scout角膜地形图仪测量Kf的CV%为0.43%，ICC为0.820(0.678～0.951)，Cronbach’s Alpha系数为0.967，Ks的CV%为0.47%，ICC为0.937(0.908～0.959)，Cronbach’s Alpha系数为0.978，Km的CV%为0.39%，ICC为0.937(0.907～0.958)，Cronbach’s Alpha系数为0.978。

四、两种仪器测量角膜曲率的一致性

Pentacam眼前节分析仪和Keratron Scout角膜地形图仪测量Kf、Ks、Km的结果差异无统计学意义(Kf：P=0.187；Ks：P=0.721；Km：t=0.169)，两种仪器测得结果有相关性(Kf：r=0.622，P=0.000 ；Ks：r=0.980，P=0.000；Km：r=0.983，P=0.000)，Kf的95%LoAl为-0.43～0.40D, Ks的95%LoAl为-0.56～0.59D, Km的95%LoAl-0.46-0.39D。

讨 论

角膜的屈光度占人眼总屈光度的2/3，约为43 D，角膜前表面是角膜屈光作用的主要组成部分，角膜前表面曲率在角膜屈光术前及术后检查、接触镜验配、白内障手术及有晶状体眼人工晶状体植入术晶状体度数计算中具有重要作用，因此其准确测量在眼科临床工作中具有重要意义。

目前临床上测量角膜曲率可采用角膜曲率计、IOL-Master和角膜地形图仪，角膜曲率计和IOL-Master测量的是角膜中央3 mm区域的曲率值，角膜地形图仪通过计算机图像处理系统将角膜形态进行数字化分析，并将所获得的信息用不同的颜色来表示，图像更直观而且获得的信息量更全面。然而，由于设计原理不同，不同角膜地形图仪检测结果可能存在差异。有研究指出Placido盘测量角膜地形图易受眼眶结构及眼表泪膜的影响，测量结果的重复性较差[8]，Keratron Scout角膜地形图仪是广角的26环的Placido盘角膜地形图仪，通过计算投射到角膜表面的环与环之间的距离得到角膜曲率。本研究中Keratron获得的Kf、Ks和Km的变异系数均小于0.5%，ICC大于0.75，Cronbach’s Alpha系数大于0.9，表明所得结果重复性好。可能原因为：(1)本研究中患者泪膜检测正常，未见明显干眼症者；(2)检查者在接近对焦点时嘱患者眨眼后迅速对焦准确进行自动测量进一步减轻了泪膜的干扰；(3)无深眼眶患者。本研究中Pentacam测量Kf、Ks和Km均具有良好的重复性，与既往研究结果相似[9，10]。

此外，本研究比较了Keratron和Pentacam测量结果的一致性，Pentacam获得的Kf、Ks和Km 3个指标均较Keratron小，两者之间的差异无统计学意义。Savini等采用Pentacam 、TMS-2和Keartron Scout角膜地形图仪测量71名行屈光或白内障术前检查的患者角膜地形图，比较测得的模拟角膜曲率值得差异和一致性，3种仪器测得的Sim K值分别为(43.25±1.53)D、(43.20±1.51)D和(43.29±1.48)D，差异没有统计学意义，Pentacam和Keratron的95%LoAl为-0.95～+1.02 D，一致性较差[11]。本研究中，Keratron和Pentacam两种仪器测量Kf、Ks和Km的一致性区间分别为-0.43～+0.40 D、-0.56～+0.59 D和-0.46～+0.39 D，在临床可接受范围内，因此本研究中两种仪器测量Kf、Ks和Km有较好的一致性，与Savni等关于两种仪器测量一致性的研究结果不同的可能原因是：(1)所选指标不同：Savni等选取模拟角膜曲率为观察指标；(2)所选择研究对象不同：Savini的研究纳入了屈光和白内障术前检查的患者，年龄在51～93岁之间，本研究中只纳入了近视术前检查的患者，年龄18～37岁；(3)本研究在检测过程中接近对焦点时嘱患者眨眼1次，迅速对焦准确后进行自动检测，减轻了泪膜对检测结果的影响。卓佐跑等人研究发现Keratograph 4角膜地形图仪(Placido盘原理)和Pentacam眼前节分析仪测量Kf，Ks，Km具有良好的一致性，95%LOA较小[12]，说明两种仪器在测量角膜曲率方面具有可替换性，我们的研究结果与之一致。

综上所述，Keratron Scout角膜地形图仪和Pentacam眼前节分析仪测量近视患者角膜前表面曲率具有良好的重复性，两种仪器测得结果的差异没有统计学意义，结果具有很好的相关性和一致性，两种方法测得结果可以相互补充相互验证。本研究不足之处在于入选患者角膜均健康，未见角膜瘢翳、角膜变性及圆锥角膜等病变，泪膜稳定性好，因而所得结果只能证明两种仪器在测量“正常”角膜地形图时具有良好的重复性和一致性。