三种波前像差仪测量成年近视患者角膜高阶像差的一致性

邹华鲜,陈 琦,李丽丽,韦蝶凤,毛合娟,黄燕燕,陆鹏飞,钟海彬

目的:评估Topcon KR-1W、i.Profiler、OPD-Scan Ⅲ三种波前像差仪测量成年近视患者角膜高阶像差的一致性。

方法:前瞻性临床研究。收集2022-06/08在广西壮族自治区人民医院视光中心就诊的成年近视患者92例92眼,分别采用Topcon KR-1W、i.Profiler、OPD-Scan Ⅲ测量4、6mm瞳孔直径下角膜三、四阶像差,评估三种波前像差仪的差异性和一致性。

结果:三种像差仪6mm瞳孔直径下测量值均高于4mm瞳孔直径下测量值。4mm瞳孔直径下三种像差仪测量值均无差异(P>0.05),其余测量值均有差异(P<0.05);6mm瞳孔直径下三种像差仪测量值均有差异(P<0.05)。4mm瞳孔直径下三阶像差测量值、6mm瞳孔直径下三、四阶像差(除测量值的95%LoA>0.1μm,一致性相关系数Pc<0.90,显示一致性较差。三种像差仪4、6mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量值相关性差异较大(r4mm=0.215～0.805,P4mm<0.05;r6mm=0.561～0.916,P6mm<0.001)。

结论:Topcon KR-1W、i.Profiler与OPD-Scan Ⅲ测量4、6mm瞳孔直径下角膜三、四阶像差时测量结果存在差异性,一致性较差,临床应用中三种像差仪不可相互替代。

•KEYWORDS：Topcon KR-1W; i.Profiler; OPD-Scan Ⅲ; corneal aberration; agreement

0 引言

波前像差包括低阶像差和高阶像差,影响视觉成像质量的高阶像差主要为三、四阶像差,主要来源于角膜和晶状体,其中角膜像差占人眼总像差的80%,是影响视网膜成像的主要因素[1-2]。波前像差测量技术不断进步和发展,对了解人眼的光学特性、成像质量和矫正高阶像差改善视觉质量具有重要意义,如手术前后视觉质量评估[3]、屈光手术类型选择[4]、人工晶状体个体化选择[5]、角膜塑形镜与光学镜片的验配[6]、弱视眼像差特点[7]、干眼的诊治[8]等。目前尚无评估波前像差仪测量结果的金标准,因此对不同波前像差仪测量结果进行对比研究是有必要的。既往研究在实验室各条件严格控制的情况下,对不同原理像差仪测量正常人群所得结果进行比较,得出结果大部分一致的结论[9]。Topcon KR-1W、i.Profiler与OPD-Scan Ⅲ均是集波前像差仪、角膜地形图、自动验光仪、角膜曲率计于一体的检查设备。OPD-Scan Ⅲ采用光程差原理设计,是日本Nidek公司最新研发的设备,具有一键即得操作简单、快捷、非接触测量等优势,但同其他像差仪的差异性和一致性还未得到充分的临床验证,泪膜的完整性对检查结果影响也较大[10]。Topcon KR-1W和i.Profiler采用Hartmann-Shack原理设计,Hartmann-Shack波阵面感受器通过测量眼底的点光源反射出眼球的视网膜像测量波阵面像差[11]。Topcon KR-1W可分别测量4、6mm瞳孔直径下全眼、角膜、眼内高阶像差;i.Profiler采用Zernike系数对眼睛像差结果进行定量描述,国外主要应用于视光师验光配镜[12],结合I.Scription技术对人眼高阶像差进行定量及处理,测量不同瞳孔直径下验光数据,个性化改善患者夜间暗视力。两者设计原理相同,但受测量误差、受检者配合程度、像差仪的准确性等原因影响,结果可能存在差异性。本研究旨在评估Topcon KR-1W、OPD-Scan Ⅲ与i.Profiler三种波前像差仪测量成年近视患者角膜高阶像差的一致性,为各像差仪的临床应用提供参考。

1 对象和方法

1.1对象前瞻性临床研究。纳入2022-06/08在广西壮族自治区人民医院视光中心检查的成年近视患者92例,其中男53例,女39例;年龄18～35(平均22±5)岁;球镜度数-0.75～-8.50(平均-4.31±1.74)D;柱镜度数0～-1.50(平均-0.62±0.46)D。纳入标准:(1)球镜度数-0.75～-9.00D,柱镜度数0～-1.50D,最佳矫正视力(BCVA)(LogMAR)优于0;(2)年龄18～35岁;(3)泪膜功能正常,能正确配合检查者;(4)自然睁眼时双眼角膜暴露≥2/3者;(5)测量前未进行任何眼表侵入性检查;(6)近1mo内未配戴硬性角膜接触镜,2wk内未配戴软性角膜接触镜;(7)无眼部外伤史和手术史。排除标准:(1)既往行准分子激光或其他角膜屈光手术者;(2)有斜弱视、屈光间质混浊、眼底疾病、眼表疾病等眼部疾病史。本研究已获得广西壮族自治区人民医院伦理委员会批准(No.伦理-KY-QT-202210)。所有受检者均签署知情同意书。

2 结果

2.1三种像差仪测量角膜高阶像差的差异性三种像差仪6mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量值均高于4mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量值,见表1。

表1 角膜高阶像差测量值比较

表2 4mm瞳孔直径下三种像差仪角膜高阶像差测量值的差异性和相关性及一致性

表3 6mm瞳孔直径下三种像差仪角膜高阶像差测量值的差异性和相关性及一致性

图1 三种像差仪4mm瞳孔直径下角膜三阶像差测量值的Bland-Altman分析图斜向三叶草差;垂直彗差;水平彗差;水平三叶草差。

图3 三种像差仪6mm瞳孔直径下角膜三阶像差测量值的Bland-Altman分析图斜向三叶草差;垂直彗差;水平彗差;水平三叶草差。

3 讨论

人眼低阶像差可以通过光学镜片矫正,但高阶像差导致的视敏度和视觉质量下降无法通过一般光学方法矫正。角膜屈光手术会改变角膜形状和角膜高阶像差,如角膜球差增加,可能导致术后出现单眼复视、眩光、光晕等,影响术后视觉质量[15-16]。屈光手术前对患者进行准确的波前像差检查,根据检测结果选择合适的手术方式可减少术后高阶像差,提高术后视觉质量。个性化的波前像差引导[17]、角膜地形图引导[18]、Q值引导的角膜屈光手术[19]就是为了减少角膜屈光手术后波前像差的增加,进一步提高术后视觉质量,所以准确的屈光术前像差测量显得尤为重要。

本研究中,三种像差仪6mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量值均高于4mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量值。既往研究显示,不同瞳孔直径下角膜高阶像差随瞳孔直径的增大而增大[20]。本研究结果显示,Topcon KR-1W与i.Profiler、Topcon KR-1W与OPD Scan Ⅲ、i.Profiler与OPD Scan Ⅲ 6mm瞳孔直径下三阶像差测量值相关系数范围分别为r=0.598～0.826、0.565～0.837、0.789～0.916,四阶像差测量值相关系数范围分别为r=0.561～0.790、0.601～0.852、0.638～0.790;4mm瞳孔直径下三阶像差测量值相关系数范围分别为r=0.398～0.718、0.392～0.805、0.601～0.719,四阶像差测量值相关系数范围分别为r=0.232～0.405、0.249～0.460、0.215～0.352。高阶像差的阶数越高,测量值越小,在较小瞳孔直径下测量值更小,不同设备间较小的测量值波动可能引起结果差异,这可能是导致4mm瞳孔直径下角膜三、四阶像差测量值相关性差异大于6mm瞳孔直径下三、四阶像差测量值相关性的原因。

本研究存在以下不足:(1)不同像差检查均在同一天完成,测量间隔时间为15min,可能导致泪膜质量下降,造成设备间测量结果差异较大;(2)不同像差检查量均在自然瞳孔下进行,前一次测量导致的调节波动也可能造成设备间测量结果存在差异,由于目前缺乏测量波前像差的金标准,故仍无法确定不同像差仪测量结果的准确性;(3)本研究仅纳入成年近视患者作为研究对象,未纳入角膜屈光术后患者,无法明确屈光手术对仪器间测量值一致性的影响;(4)本研究仅分析了三种像差仪4、6mm瞳孔直径下角膜高阶像差测量结果的一致性,缺乏多个瞳孔直径下高阶像差结果一致性的分析,缺乏全眼、眼内像差测量结果一致性的分析。在今后的研究中将进一步扩大样本范围,对不同瞳孔直径下全眼、角膜、眼内高阶像差进行研究,增加屈光术后不同像差仪间测量结果差异性的研究,为三种像差仪的临床应用提供参考依据。

综上所述,Topcon KR-1W、i.Profiler与OPD-Scan Ⅲ三种像差仪4、6mm瞳孔直径下角膜三、四阶像差测量结果存在统计学差异,一致性较差,角膜屈光术前应用时三种像差仪不可相互替代。在临床应用中应多了解各个仪器测量结果之间的差异性,参考多个仪器测量结果并谨慎使用。