视觉质量分析系统在白内障诊断及治疗中的应用研究进展

霍伊明，孙朝晖，李亚楠，冯艳霞

1河北医科大学，石家庄071000；2河北医科大学附属人民医院；3石家庄市第一医院

白内障是眼球内以晶状体混浊为特点的疾病,是导致视力损害的常见原因[1]。近年白内障手术理念已经从单纯的复明手术向屈光性手术转变[2]。屈光性白内障手术综合考虑患者视力、晶状体混浊程度、患者的视觉需求等，可帮助患者提高术后功能性视力，最终提升患者术后视觉质量[3, 4]。目前临床上对白内障患者视觉质量评价的主观方法包括视力、对比敏感度、问卷调查等，但存在自身偏差、效率低、检查者主观偏差等问题。视觉质量分析系统(optical quality analysis system，OQAS)第一次真正实现客观意义上视觉质量的检测分析。OQAS可分析一个面上所有的光学信息，综合考虑像差、散射和衍射的影响，最终得到一系列视觉质量参数，可综合分析人眼光学通路上所有屈光介质信息。

OQAS的设计原理是点光源通过人眼屈光介质到达视网膜，视网膜将光线返回并被系统采集分析，形成双通道系统[5]。通过对点光源在视网膜上不同的成像特点和光线分布进行分析，获得点扩散函数、调制传递函数、客观散射指数、斯特列尔比和不同对比度下的模拟视力等视觉质量参数，多方面评价患者视觉质量[6]，使其在白内障患者视觉质量分析方面有独特的优势。现将OQAS的视觉质量参数及其在白内障诊疗中的应用进展综述如下。

1 OQAS的视觉质量参数

1.1 客观散射指数(objective scatter index，OSI) OSI是指OQAS检测视网膜像的12～20弧分视角之间的环形区域光强度与中央1弧分视角的光强度比值。OSI反映的是视觉通路中所有屈光介质的透明度。OSI值越高说明眼内散射水平越高[7]。OQAS检测的散射主要包括眼内散射和眼表散射[8]。眼内散射分为正向散射和反向散射，OQAS测量的是直接影响视网膜成像的正向散射，更能反映白内障引起的主观视觉干扰。白内障术前临床可通过结合晶状体的混浊程度和OSI值，确定手术时机。

1.2 调制传递函数 (MTF) MTF是指不同空间频率下像与物对比度之间的差异，反映屈光系统对成像质量的影响。MTF值在0～1，反映光学系统对不同空间频率的传递能力，即空间频率越高，光学系统的传递能力就越低，MTF值下降，成像变模糊，从而导致视觉质量下降。

1.3 调制传递函数截止频率(MTF Cut off) 当空间频率增高达一定值时，光学系统的传递能力就会达到最低，成像最模糊，此时的空间频率即为光学系统的MTF Cut off。正常人MTF Cut off值>30 c/deg,表示该眼的分辨率正常，屈光系统无明显异常，成像清晰，视觉质量好；<30 c/deg，表示存在屈光系统的异常[9]。MTF Cut off值可帮助患者了解目前的视觉质量，有利于白内障患者手术前后的视觉质量比较和随访。

1.4 斯特列尔比(SR) SR指在相同光阑直径时实际光学系统所形成的像与理想完美光学系统的理想高斯像点之间的光强度之比，可理解为MTF曲线下的面积[10]。SR值越大，反映人眼受像差影响越小，视觉质量越好。SR值的范围是0～1，当SR的值为1时，达到完美的无像差，说明患者视觉质量好。结合MTF Cutoff可以对白内障手术、屈光手术等治疗前后患者的视觉质量进行客观分析。

1.5 模拟对比度视力(predicted VA) predicted VA是指在三种不同对比度下的模拟视力，反映了纯光学的客观视力。在临床实践中常用的为 100%、20%及9%三种对比度状态，其中predicted VA 100% 反映了人眼的纯光学考虑所能达到的视力，predicted VA 20%反映了对比度为20%时的空间频率 ，predicted VA 9%反映了对比度为9%时的空间频率。三种对比度状态可分别反映人眼在白天、黄昏、夜晚的对比度视力，比传统视力表检查能够更客观全面的评估患者在日常生活中的视力。

2 OQAS在白内障诊断及治疗中的应用

2.1 OQAS在晶状体浑浊程度判断中的应用 目前临床使用的晶状体混浊程度分级方法主要是依据裂隙灯下检查结果进行晶状体混浊分类方法Ⅲ(LOCSⅢ)。LOCSⅢ是一种主观性白内障混浊程度评价系统，裂隙灯下观察的晶状体混浊是反向散射结果，测出LOCSⅢ值可偏低，无法提供晶状体混浊对视网膜成像质量影响的直接信息[11]。OQAS得到的OSI反映的是正向散射，更接近于患者主观感受。早期白内障患者可能主诉视力不适，但是裂隙灯检查时晶状体轻度混浊或最佳矫正视力仅有轻微丧失，OQAS更适用于此类患者，可反映患者真实的白内障程度。Cabot等[7]研究发现，OSI可作为早期白内障患者术前评估的有效工具。Artal等[12]发现OSI<1代表非白内障眼睛，OSI约为2代表早期白内障，OSI>2代表中度到成熟的白内障。OSI判断晶状体的混浊程度的灵敏度非常高，研究[13]发现，可作为一个新的参数，评估眼内散射和晶状体混浊程度分级[14]。

2.2 OQAS在白内障手术时机选择中的应用 白内障是引起老年人视力受损的一个常见原因，其发病与年龄有关。白内障病情进展缓慢，手术是治疗白内障的主要方法，手术时机的选择显得尤为重要[15]。准确的视觉功能评估有助于白内障手术的术前决策，相对客观地评估患者术后的视觉质量。OQAS被广泛应用于白内障分级的客观评价，可帮助临床医生选择最佳手术时机[16]。Jin等[15]发现MTF、OSI、SR、predicted VA 100%、predicted VA 20%、predicted VA10%可作为白内障手术时机选择的参考指标，其中OSI是决定白内障手术适宜性的最有效参数[7]。OSI、MTF cut off等参数测量的是正向散射光线，可客观分析视觉干扰是否由白内障导致，有助于手术时机的合理选择。在白内障手术的决策中，视觉质量已经成为一个重要的衡量因素。Artal 等[12]建立以下分类:OSI<1为正常眼,1～3之间为早期白内障,3～7之间为进展期白内障,≥7为成熟期白内障。因此OQAS可在术前对视觉质量进行客观综合的评价。

白内障的手术时机选择过程中不应仅考虑视力，因为普通视力检查并不能够提供完整的功能性视力，还应考虑对比度视力、像差、光学干扰等，应结合OQAS的测量、视力问卷评分、晶状体混浊度分级系统、视力等指标来综合分析[7]。因此，OQAS的客观结果有利于验证患者由白内障引起的视觉干扰，有利于合理选择手术时机。

2.3 OQAS在预测白内障术后视觉质量中的应用 白内障患者术后的视觉质量与眼光学功能、神经功能有关。目前临床对于白内障术后患者的视力及视觉质量，无法通过客观的参数指标进行预测。术前常规检查可帮助医师了解一些明显的眼部疾病，但术前很难发现不明显的眼底病变。OQAS可结合术前最佳矫正视力和模拟对比度视力来预测白内障术后视觉质量。predicted VA可反映除外视觉神经系统影响以外的客观视力，因此可以预测患者的视力下降是屈光介质性还是神经源性，从而为术后视觉质量的预测提供参考[17]。当predicted VA>最佳矫正视力，表明患者视网膜或者视神经存在损害，术后视力恢复不佳，需要慎重考虑是否手术。当predicted VA<最佳矫正视力，表明患者视力下降完全由白内障造成，预测术后视力提高较好，建议手术。肖雨等[18]认为predicted VA可定性预测白内障的手术效果，发现OQAS预测术后符合率为90%，认为OQAS有利于对白内障手术效果的评判。

2.4 OQAS在白内障不同治疗方式疗效比较的应用 目前对于不同类型人工晶状体植入术后视觉质量的评价尚缺乏可靠指标，术后视力无法完全概括患者的术后视觉质量。OQAS可检测人角膜、前房、人工晶状体、玻璃体等。眼的任一屈光介质出现问题，患者的视觉质量参数均会出现异常。随着新型人工晶体的不断更新，OQAS可用于评估不同人工晶体植入术后视觉质量，有利于对于不同人工晶体的选择[19～21]。OQAS还可用于检测不同手术方式术后视觉质量，有利于手术方式的改进。

2.5 OQAS在泪膜光学功能评估中的应用 部分白内障患者术后仍存在术眼干燥、异物感、视力波动等症状，不仅影响患者术后视觉质量，还可延缓患者视功能恢复，降低生活质量。覆盖和保护眼表的泪膜是视觉系统的主要屈光性表面，泪膜完整性及泪液成分异常可能会引入额外的高阶像差和散射，导致视网膜成像质量的下降[22]。以往临床泪膜评价主要依靠泪液分泌测定、角膜荧光素钠染色等方法，缺乏客观、量化的泪膜评价指标，且无法对泪膜功能进行动态检测。OQAS可直接采集点光源的视网膜像，被认为是一种更直接、更客观、更准确的人眼视觉质量评价方法。OQAS可将泪膜作为一层屈光介质进行分析，测得OSI在短时间内的波动状态可反映泪膜光学质量的动态变化[23, 24]。泪膜动态散射指数为泪膜平均OSI减去基础OSI，一般认为<0.6为健康眼，0.6～1.2为临界干眼，>1.2为干眼[25，26]。

2.6 OQAS在选择后发性白内障治疗时机中的应用 后发性白内障是晶状体上皮细胞的增殖引起细胞在晶状体后囊的积累，造成后囊膜混浊，而导致后发性白内障的发生，最终导致术后视觉质量再度下降[22]。后发性白内障的还与手术方式、人工晶状体材质、人工晶状体设计等相关[27]。后囊混浊仍是白内障术后的主要并发症，28%的患者在人工晶状体植入术5年后视力受损[28]。临床上常采用YAG激光后囊膜切开术治疗。准确客观评价后囊膜混浊对指导其进一步激光治疗具有重要的临床意义。Zhang 等[29]认为，OSI也是客观评价后囊膜混浊的一个参数。对于存在视觉障碍，而没有视力下降的患者，OSI有利于激光后囊膜切开术治疗时机的选择。

综上所述，OQAS能提供人眼光学质量所需要的相对全面的细节信息，对全眼的各屈光介质的散射情况进行分析测量，且具有快速、准确、可重复等特点[30]。因此能够更加综合全面、客观地分析白内障患者的视觉质量，为手术时机的选择、术前术后效果的评估、不同人工晶状体的选择等方面提供了重要的评价标准，同时可为白内障患者提供个性化的诊疗方案。OQAS不仅应用于白内障疾病的诊疗中，还可以应用于眼科领域的多个学科，在角膜屈光手术、角膜病、干眼、眼底病等疾病中均有很大的应用价值。