Pentacam 三维眼前节分析仪与iTrace 视觉分析仪测量近视眼Kappa 角的一致性分析

张晓山，王萍，李帅飞，王莺

(1.华厦眼科集团医院佛山华厦眼科医院，佛山 528000；2.郑州爱尔眼科医院，郑州 450000；3.广州中医药大学金沙洲医院，广州 510168)

由角膜、瞳孔、晶状体和视网膜组成的人眼光学系统并不理想，因其非旋转对称性和视网膜感光的特殊性存在着多种轴线及角度。人们在理想化的人眼模型上定义了眼的光轴、视轴、瞳孔轴、视线等轴线和α角、κ角、λ角等角度以便于研究。其中Alpha角和Kappa角在临床中的应用最为广泛。Alpha角是光轴和视轴的夹角,难以精准测量[1]。Kappa角是瞳孔轴和视轴之间的夹角(鼻侧为正，颞侧为负)[2]，早期Kappa角主要应用于眼科斜视检查及手术当中，由同视机或者Orbscan测量。当前随着眼科检查仪器设备的不断更新，多用途多功能新型检查设备在临床上逐渐得以使用，为日益精进的屈光性眼科手术提供了更多的参考坐标，同时也为提高患者术后的视觉质量提供了更坚实的数据支持。Pentacam三维眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪可精确测量人眼高阶像差、Kappa角等参数，Kappa角以距离、角度方位和笛卡尔坐标(X,Y)两种表达方法表示，可以更直观、量化地显示瞳孔的偏心情况。但是，Pentacam三维眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪在Kappa角测量结果上的一致性却少有相关文献报道，本研究回顾性分析2017年7月至2020年6月在近视门诊同时行Pentacam三维眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪检查的门诊志愿者的资料，比较两种检查设备所测量Kappa角的一致性，为临床和科研提供数据参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

采用回顾性研究方法，收集2017年7月至2020年6月医院近视门诊86例志愿者共172眼，使用iTrace视觉分析仪和Pentacam三维眼前节分析仪分别测量其Kappa角，对所收集的检测数据进行一致性分析。

纳入标准：1) 能进行良好沟通，年龄18～60岁；2) 瞳孔大小正常、活动正常且配合良好。

排除标准：1) 近期角膜接触镜佩戴史者(软性角膜接触镜摘镜<1周，硬性角膜接触镜摘镜<2周)；2)合并角膜病、青光眼、虹膜疾病、眼球发育异常等眼部器质性疾病者；3) 既往眼部外伤或手术史者。

本研究通过郑州爱尔医院伦理委员会的论证和同意，所有患者自愿参加此项研究，并签署知情同意书。

1.2 仪器及检查方法

1.2.1 仪器设备

使用德国Oculus公司的Pentacam三维眼前节分析仪，美国Tracey公司的iTrace视功能分析仪，由同一位经验丰富的技师检查完成，每次检查重复少于三次，剔除偏差大于10%的数据，结果取平均值；同一检查室使用遮光窗帘，相同暗室条件。

1.2.2 Pentacam三维眼前节分析仪检查

受检者取坐位在暗室中适应10 min后，嘱其下颌置于下颌垫，前额轻贴额带，并睁大双眼，眨眼两次后注视蓝色带状指示灯中的固视目标，检查者使用操纵杆按屏幕提示进行瞄准和对焦。为了避免检查者偏倚，选择自动释放测量系统模式，即仪器探测到瞳孔中心和边缘及角膜顶点清晰后即自动开始测量。按要求只接受成像质量显示为“OK”的检测结果。

1.2.3 iTrace视功能分析仪检查

受检者取坐位在暗室中适应10 min后，嘱其下颌置于下颌垫，前额轻贴额带，并睁大双眼，眨眼两次后注视角膜地形图Placido盘中心红色光点指示灯，检查者用操纵杆进行初步对焦后.通过自动定位中心和调焦来完成。

1.3 观察指标

经Pentacam三维眼前节分析仪检查获得Kappa角的横坐标值、纵坐标值、距离(弦长值)、方位(角度值)和瞳孔直径；经iTrace视功能分析仪检查获得Kappa角的横坐标值、纵坐标值、距离(弦长值)、方位(角度值)和瞳孔直径。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0软件对数据进行统计分析。计量资料以中位数(四分位间距)[M(P25,P75)]进行统计描述，计数资料统计描述以率或者构成比表示，统计推断采用配对样本的Wilcoxon符号秩和检验及Spearman秩相关分析，检验均为双侧，检验水准ɑ=0.05。

2 结果

2.1 基本情况

研究回顾性纳入的门诊志愿者，其基本情况如下：86名受检者172眼(男性16名、女性70名)，其平均年龄为(25.8±5.6)岁(18～42岁)；屈光度数等效球镜的均值为(-9.09±2.68)D、(-3.25～ -14.87D)；眼轴长度(27.94±1.95)mm、(24.42～32.84)mm，前房深度(3.21±0.23)mm、(2.87～3.78)mm，角膜曲率(43.68±2.31)D、(40.10～49.50)D。

2.2 两种分析仪测量结果

Pentacam三维眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪所测得测定横坐标X(水平方位值)，纵坐标 Y(垂直方位值)，弦距离R，角度方位及瞳孔直径情况见表1。因测量结果各指标不服从正态分布，故采用配对样本Wilcoxon进行检验。从结果可以看出，两种测量仪器对Kappa角各维度的测量结果在横坐标X，弦距离R的测量结果间比较差异无统计学意义(P>0.05)，在纵坐标 Y、角度方位和瞳孔直径的测量间比较差异具有统计学意义(P<0.001)，其中角度方位度数两种仪器差异明显，纵坐标 Y值Pentacam三维眼前节分析仪测量结果高于iTrace视功能分析仪，而瞳孔直径iTrace视功能分析仪高于Pentacam三维眼前节分析仪。

表1 Pentacam眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪测量一致性分析Table1 Analysis of consistency measurement between Pentacamand iTrace

2.3 两种测量仪器所测指标与瞳孔直径的关联分析

两种测量仪器所测各指标与瞳孔直径的相关性见表2，经Spearman秩相关分析，仅Pentacam三维眼前节分析仪所测量横坐标 X与瞳孔直径具有相关性(R=0.18，P<0.05)，其它指标关联性不具有统计学意义(P>0.05)。

表2 两种测量方法所测瞳孔直径与其他测量指标的相关性Table2 Correlation analysis of two measurement methods in measuring pupil diameter and other indicator

3 讨论

随着眼科检查及手术技术的进步，人眼光学特性的相关研究愈加深入，其中，Kappa角在斜视术前评估、角膜屈光及白内障等手术中的重要性越来越突出，可直接影响术后的视觉质量。在不同类型斜视眼中Kappa角的大小也不同，内斜视患者比外斜视患者的Kappa角大，且其术后Kappa角会减小[3]。大Kappa角在屈光手术中会导致激光偏中心消融，产生欠矫和不规则散光而影响视觉效果[4]。Kappa角在白内障手术多焦点人工晶体的植入有重要作用[5]，根据中国多焦点人工晶状体临床应用专家共识[6](2019年)建议，Kappa角＜0.5mm或日夜Kappa角差≤0.3mm作为植入多焦点人工晶体的标准。如果Kappa角大于多焦点人工晶体折射光学区的一半会产生光学干扰现象，导致多焦点人工晶体白内障患者术后满意度下降，此时则不建议植入多焦点人工晶状体[7-8]。

研究显示，Kappa角的大小与检查仪器的精准度密切相关[9]。既往的Kappa角是用角度来记录测量结果，而最新检查设备Pentacam三维眼前节分析仪与iTrace视觉分析仪可以精确测量Kappa角的偏移距离和方位，更加直观、量化地展示瞳孔的偏心情况，(位移视轴上方为正，下方为负，颞侧为正，鼻侧为负)。但这两种仪器在测量结果上的一致性，却少有报道。本研究采用回顾性研究方法，对近视门诊的86例志愿者共172眼进行检测，比较Pentacam三维眼前节分析仪与iTrace视觉分析仪检测近视患者Kappa角的一致性，用以指导临床工作。

本研究结果中Pentacam三维眼前节分析仪与iTrace视觉分析仪所测得的Kappa角大小有差异可能原因为：1) 两者原理不同，iTrace视功能分析仪采用Placido环和光线追踪相结合的方法，其计算出的Kappa角为视轴和瞳孔轴在角膜前表面平面上的距离，因为Placido环投射在角膜前表面，所以其测量数据容易受泪膜稳定性的影响；Pentacam三维眼前节分析仪[10]采用蓝色裂隙光源照明，红外LED灯定位角膜顶点，以角膜顶点为中心，Scheimpflug相机在遮挡较少的眼外侧360度旋转拍摄图像，在2 s内，获得整个角膜25～50张断层的Scheimpflug图像，每一角膜断层图像前表面最少可采集500个数据点，整个角膜最高可达25 000～138 000个数据点。在整个过程中，角膜中央的数据不断被重复，数据的准确性与精度更高，这是与Placido盘式前节设备相比的明显技术提升。其计算出的Kappa角为瞳孔中心和角膜顶点之间的距离。因为其使用三维数据模拟恢复出角膜的三维立体形态，所以它的测量结果基本不受泪膜稳定性的影响。从测量原理来看，iTrace的Kappa角更接近Kappa角的定义。因此，iTrace是测量Kappa角的最正确方法，但它容易受到固定不良的影响[10]。2) 瞳孔测量大小的差异对Kappa角测量结果的影响，不同明暗度下瞳孔大小会发生改变，李孟琼等[11]发现明暗度的变化会影响瞳孔大小的改变，从而改变Kappa角的大小，当光线逐渐转暗时，双眼瞳孔中心多向颞下方漂移，即Kappa角会呈现增大的趋势。虽然本研究过程都在暗室环境中测量Kappa角，但Pentacam三维眼前节分析仪与iTrace视觉分析仪这两种仪器测量光源强度有差异，被检查者主观感觉Pentacam三维眼前节分析仪的测量光源较强，这可能导致被检查者瞳孔缩小影响Kappa角的检测[10]。刘帅帅等[12]通过比较Pentacam、iTrace、Lenstar900和IOLMaster 700对Kappa角的测量结果中也显示Pentacam在测量过程中光刺激较强，患者有明显的不适感。Pentacam与其余三种仪器间瞳孔测量结果差异平均值均比较大，这可能是Pentacam HR与iTrace测量的Kappa角结果差异均存在统计学意义的主要因素。研究结果显示，iTrace视觉分析仪测量瞳孔直径，显著大于Pentacam三维眼前节分析仪，验证了我们的推测。3) iTrace视觉分析仪检测时间长，波前像差和角膜地形图分两步检测，自动扫描三次取平均检测数值，Pentacam三维眼前节分析仪扫描一次即得数值，两者检测时间的不同可引起泪膜的稳定性变化，从而造成检测结果的偏差。临床实践中也发现，iTrace检测的结果一致性相对较低，为获得较为可靠的结果，重复测量次数更多，且经常需要患者充分瞬目后再复测。

Kappa角在角膜激光手术中应用最为常见，为避免术源性偏中心切削，准分子角膜激光仪术中会自动跟踪眼球而进行Kappa角补偿。不过这种补偿纠正的是静态的Kappa角，其机制是通过计算瞳孔与角膜反射的矢量来估算视轴方向。而动态的Kappa角则很难补偿，因其受术中的光亮度、瞳孔的大小、眼别、性别、情绪紧张等多种因素影响，这些因素会造成Kappa角补偿的不确定性。本研究显示，即便是静态Kappa角，不同设备测量结果也不一致。所以临床上应谨慎使用Kappa角测量结果[5,10,13]，遵循宁少勿多的原则。有文献报道，屈光手术时，采用75% Kappa角补偿，效果优于100%补偿[14]。iTrace与Pentacam，都是目前比较先进完善的图像检测分析设备。Pentacam是眼前节分析系统，优势主要在于可检查角膜后表面散光，辅助判断圆锥角膜发生的可能性，故在角膜屈光手术时，通常首选Pentacam检测。在白内障手术散光人工晶体设计时，Pentacam也有助于发现排除角膜前后表面不一致的病例。iTrace是视觉功能分析仪，可以分析患者视觉质量。通过将全眼像差细分为角膜像差和眼内像差，找到视觉质量问题来源，有的放矢地设计或治疗。

本研究中使用新型检查设备Pentacam三维眼前节分析仪和iTrace视功能分析仪测量人眼Kappa角，为临床工作开展提供了初步的数据参考依据。但本研究的入组人数相对较少，眼部具体参数统计不十分详尽，有必要在未来研究更大样本群体的Kappa角数据，同时分析两种设备Kappa角差异与其他眼生物学参数的关系，为屈光相关手术提供进一步的指导。

综上所述，Pentacam三维眼前节分析仪与iTrace视觉分析仪在近视患者Kappa角测量结果一致性有显著差别，临床上应谨慎替换使用。

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