Sirius、Lenstar及接触式A超测量白内障眼生物参数的比较

[摘" "要]" "目的：评估眼前节生物测量仪Sirius、光学低相干反射仪Lenstar与接触式A超测量白内障患者眼生物参数的差异性和一致性。方法：选取2022年7月—2023年5月于苏州大学附属第一医院就诊的拟行白内障手术的患者121例（121眼）为研究对象，同一观察者分别应用Sirius、Lenstar和接触式A超测量眼生物参数，比较角膜中央厚度（central corneal thickness， CCT）、前房深度（anterior chamber depth， ACD）、眼轴（axial length， AL）、角膜平均K值（average corneal K value， Ave K）、晶状体厚度（lens thickness， LT）和白到白距离（white to white distance， WTW）的结果。对3种仪器的测量结果采用重复测量方差分析及Pearson相关性分析，并以Bland-Altman法进行一致性分析。结果：Lenstar、Sirius测得的CCT值分别为（530.83±29.70）、（538.37±30.49） μm（Plt;0.001），Bland-Altman分析显示两者一致性较差（95%LoA：-33.6～18.5，差值均值：-7.5）；Ave K值分别为（44.05±1.55）、（43.97±1.52） D（Plt;0.001），Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.49～0.63，差值均值：0.07）；WTW值分别为（11.56±0.37）、（11.31±0.36） mm（Plt;0.001），Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.29～0.79，差值均值：0.25）；接触性A超、Lenstar、Sirius测得的ACD值分别为（3.03±0.42）、（3.19±0.37）、（3.25±0.37） mm，三者差异有统计学意义（Plt;0.001），Bland-Altman分析显示两两仪器间的一致性较好（95%LoA分别为：-0.34～0.23，-0.49～0.16，-0.65～0.21，差值均值分别为：-0.05、-0.17、-0.22）；接触式A超、Lenstar测量的AL分别为（24.31±2.42）、（24.60±2.51） mm，差异有统计学意义（Plt;0.001），Bland-Altman分析显示两者的一致性较差（95%LoA：-0.64～0.06，差值均值：-0.29）；LT值分别为（4.30±0.60）、（4.32±0.40） mm，差异无统计学意义（Pgt;0.05），Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.75～0.71，差值均值：-0.02）。Pearson相关性分析显示对于上述眼球参数的测量结果，不同测量方法间均呈正相关。结论：Lenstar和Sirius对于白内障患者眼生物参数Ave K、LT和WTW具有较好的一致性，尤其是LT，两者的测量结果可以互相转换，而对于CCT的测量，两者间差异大且一致性差。接触式A超、Lenstar和Sirius 3种仪器对于ACD的测量虽不能互相转换，但具有较好的一致性。接触式A超与Lenstar测量AL，两者间差异大且一致性较差。

[关键词]" "白内障；生物测量；Lenstar；Sirius；A型超声

[中图分类号]" "R776.1" " " " " " " "[文献标志码]" "A" " " " " " " "[文章编号]" "1674-7887（2024）04-0301-06

Comparison of the biometric measurements obtained using Sirius， Lenstar and

contact ultrasound A-scan in cataract patients

[Abstract]" "Objective： To evaluate the difference and consistency of the biological parameters of ocular biometer Sirius， optical low-coherence reflectivity Lenstar and contact A ultrasound measurement of cataract patients. Methods： 121 patients（121 eyes） who had proposed cataract surgery from July 2022 to May 2023 were selected as the study subjects. The same observer used Sirius， Lenstar， and contact A-scan to measure ocular biological parameters， and compared the results of central corneal thickness（CCT）， anterior chamber depth（ACD）， axial length（AL）， average corneal K value（Ave K）， lens thickness（LT）， and white to white distance（WTW）. The results of the three instruments were analyzed by repeated measures ANOVA and Pearson correlation analysis and consistency by Bland-Altman method. Results： The CCT values measured by Lenstar and Sirius were （530.83±29.70） and （538.37±30.49） μm（Plt;0.001）， respectively. The Bland-Altman analysis showed a poor agreement between the two groups（95%LoA： -33.6-18.5， mean difference value： -7.5）. The Ave K values were（44.05±1.55）， （43.97±1.52） D（Plt;0.001）. The Bland-Altman analysis showed a good agreement between the two groups（95%LoA： -0.49-0.63， mean difference value： 0.07）. WTW values were （11.56±0.37） and （11.31±0.36） mm（Plt;0.001）. The Bland-Altman analysis showed a good agreement between the two groups（95%LoA： -0.29-0.79， mean difference value： 0.25）. The ACD values measured for the contact A ultrasound， Lenstar and Sirius are （3.03±0.42）， （3.19±0.37）， （3.25±0.37） mm， respectively， with statistically significant differences among the three（Plt;0.001）. The Bland-Altman analysis showed good agreement between the two instruments（95%LoA： -0.34-0.23， -0.49-0.16， -0.65-0.21， mean value of the difference is： -0.05， -0.17 and-0.22. The AL measured by contact A-ultrasound and Lenstar are （24.31±2.42） and （24.60±2.51） mm， respectively， with statistically significant difference（Plt;0.001）. The Bland-Altman analysis showed a poor agreement between the two groups（95%LoA： -0.64-0.06， mean difference value： -0.29）. The LT values are （4.30±0.60）， （4.32±0.40） mm， respectively， with no statistically significant difference（Pgt;0.05）. The Bland-Altman analysis showed a good agreement between the two groups（95%LoA： -0.75-0.71， mean difference value： -0.02）. Pearson correlation analysis showed a positive correlation between the different measures for the measurements of the above eyeball parameters. Conclusion： Lenstar and Sirius have good agreement for the ocular biological parameters Ave K， LT and WTW， especially LT， the measurements can be converted to each other， while for CCT， the differences and consistency between the two are large. The three instruments of contact A-ultrasound， Lenstar and Sirius cannot transform the measurement of ACD with each other， but they have good consistency. Contact A ultrasound and Lenstar measure AL， the difference is large and poor agreement.

[Key words]" "cataract; biometry; Lenstar; Sirius; ultrasound A-scan

随着科技的进步，眼部的生物学测量仪器发展日新月异，基于不同的物理原理，目前常用光学法和超声法来进行测量眼生物参数，新仪器或临床测试的一个常见问题是与现有仪器或测试的一致性。在需要精确性和可重复性的生物测量仪器的临床应用中，超声法既往被认为是生物测量的金标准[1-2]，然而，传统的超声检查因为要接触到患者的角膜表面，可能会增加角膜感染及损伤的概率，还可能由于对眼球的压迫而引起测量误差[3]。此外，检查过程需要用到表面麻醉药物，可能会导致角膜水肿而使结果不准确[4]。

Sirius系统是意大利CSO公司生产的利用旋转Scheimpflug相机的原理结合Placido盘，能显示角膜前后表面地形图以及12 mm光学直径内的角膜厚度，可以进行角膜波前像差分析、前房深度（anterior chamber depth， ACD）、角膜曲率等眼前节的生物参数的测量分析仪[5]。

Lenstar900是瑞士Haag-Streit公司生产的利用光学低相干反射测量技术的测量分析仪，它使用低相干光源发射激光束，在测量中，光沿眼轴方向传播时通过不同介质层不断产生散射光，通过信号的收集和放大，将干涉信号进行分析，获得角膜中央厚度（central corneal thickness， CCT）、ACD、眼轴（axial length， AL）、平均角膜曲率（average corneal K value， Ave K）、晶状体厚度（lens thickness， LT）和白到白距离（white to white distance， WTW）等重要参数[6-7]。

这两种设备均用光学代替声波来进行眼部生物学测量，且均为非接触检查，目前被广泛应用。同一种变量应用不同仪器测量时会出现不同的结果，这些仪器是否具有统一性或者数据是否可以互相转换是目前需要关注的问题之一。本研究的目的是评估光学和US测量仪器之间的统一性，并通过相同的统计方法比较3种方法测量CCT、Ave K、ACD、AL、LT和WTW的差异。

1" "资料与方法

1.1" "一般资料" "选择2022年7月—2023年5月于苏州大学附属第一医院就诊拟行白内障手术的患者121例（121眼），其中男58例，女63例；年龄38～92岁，平均（67.44±10.66）岁。纳入标准：单纯白内障患者。排除标准：有角膜疾病、玻璃体视网膜疾病、陈旧性虹膜炎、青光眼等眼部疾病史；既往有眼部手术史、外伤史；全身情况差及配合欠佳者。本研究经苏州大学附属第一医院伦理委员会审核通过[（2020）伦研批第214号]，所有患者均签署知情同意书。

1.2" "测量方法" "所有患者均进行常规眼部检查，包括视力、眼压、裂隙灯显微镜及扩瞳眼底检查；此外分别按以下顺序进行3项检查：Sirius（CSO， Italy）、Lenstar（LS900， Switzerland）、接触式A超检查（TOMEY， Japan）（为避免超声检查操作过程对角膜的压迫而造成其他两项检查结果的影响），被检查者均在自然瞳孔、相对暗室的条件下进行资料采集，所有检查均由同一位熟练的操作者在同一日完成。Lenstar和Sirius检测时，先跟患者解释检查的过程，被检者坐于仪器前，下颌置于托架上，嘱被检者单眼（被检眼）注视前方仪器内的中心视标。检查者可通过电脑屏幕上的指示箭头来操纵手柄，根据提示对焦，当在电脑屏幕上见到的瞳孔与角膜的中心相一致时摄像。最少测3次，只接受成像质量90%以上的结果。每次操作前嘱患者眨眼，使角膜表面有完整的泪膜覆盖。在进行接触式A超检查时，患者平卧位，测试眼用质量分数0.5%盐酸丙美卡因滴眼液点眼行表面麻醉，嘱患者注视正上方，探头用乙醇棉球擦拭后晾干，将探头垂直于角膜中央并轻轻接触角膜，AL及ACD测量5次，取平均值，本研究中的ACD为角膜内皮到晶状体前表面的ACD。

1.3" "统计学方法" "采用SPSS 19.0统计软件包对测量数据进行分析。两种测量方法之间各项眼生物参数的比较运用配对t检验。对3种仪器测量的结果采用重复测量方差分析，进一步用Bonferroni法两两比较两种仪器测量结果的差异，对两种仪器测量的结果进行Pearson相关性分析，对不同仪器间测量一致性使用Bland-Altman散点图计算，其中95%一致性界限（limit of agreement， LoA）为两种仪器差值的均值±1.96标准差。以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2" "结" " " 果

2.1" "3种仪器测量眼生物参数的差异性" "Sirius测量的CCT值较Lenstar高（7.54±0.79） μm（Plt;0.001）；Lenstar测量的Ave K值高于Sirius（0.08±0.79） D（Plt;0.05）；Sirius测量的ACD值高于Lenstar（0.22±0.05） mm且高于接触式A超（0.06±0.00） mm，Lenstar测量的ACD值高于接触式A超（0.16±0.05） mm，3种方法测量结果的差异均有统计学意义（均Plt;0.001）；Lenstar测量的AL值高于接触式A超（0.29±0.09） mm（Plt;0.001）；接触式A超与Lenstar测量LT结果差异并无统计学意义（Pgt;0.05）；Lenstar测量的WTW值高于Sirius（0.25±0.01） mm（Plt;0.001）（表1）。

2.2" "3种仪器测量眼生物参数的一致性" "根据结果绘制出Bland-Altman图，横坐标表示两种仪器测量每眼的平均值，纵坐标表示不同仪器测量值的差值。对于CCT的测量，Lenstar和Sirius比较，121个点中有6个点（4.96%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较差（95%LoA：-33.6～18.5，差值均值：-7.5）（图1A）。对于Ave K的测量，Lenstar和Sirius比较，121个点中有4个点（3.31%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.49～0.63，差值均值：0.07）（图1B）。对于ACD的测量，Lenstar和Sirius比较，121个点均位于置信区间内，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.34～0.23，差值均值：-0.05）（图1C）；接触式A超和Lenstar比较，121个点中有2个点（1.65%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.49～0.16，差值均值：-0.17）（图1D）；接触式A超和Sirius比较，121个点中也有2个点（1.65%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.65～0.21，差值均值：-0.22）（图1E）。对于AL的测量，接触式A超和Lenstar比较，121个点中7个点（5.79%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较差（95%LoA：-0.64～0.06，差值均值：-0.29）（图1F）。对于LT的测量，Lenstar和Sirius比较，121个点中6个点（4.96%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.75～0.71，差值均值：-0.02）（图1G）。对于WTW的测量，Lenstar和Sirius比较，121个点中6个点（4.96%）位于置信区间外，Bland-Altman分析显示两者一致性较好（95%LoA：-0.29～0.79，差值均值：0.25）（图1H）。

2.3" "不同测量方法间的相关性分析" "Pearson相关性分析显示，对于上述眼参数的测量结果，不同测量方法间均呈正相关（Plt;0.001）（表2），其中AL和Ave K的相关系数最高（r=0.998、0.983），而WTW的相关性最低（r=0.722）。

3" "讨" " " 论

随着屈光性人工晶体植入术的推进及普及，术前眼生物参数的准确测量变得越来越重要。CCT、Ave K、ACD、AL、LT和WTW都是影响人工晶体度数计算准确性和白内障手术安全性的重要因素[6-7]。本研究比较了白内障患者术前使用的3种生物测量仪器的测量结果，以求为临床使用提供参考。鉴于接触式A超无法测量CCT、Ave K和WTW，而Sirius无法测量AL和LT，所以，本研究比较了Lenstar、Sirius测量CCT、Ave K和WTW的差异，两种方法测量CCT值差异有统计学意义（Plt;0.001）。光学仪器测量CCT时受到泪膜及被检查者固定及配合程度的影响，测量时会少量纳入泪膜厚度，在未调整角膜前表面曲线时，测量值会偏大，反之则偏小。W.H.CHEN等[8]对正常人群的研究发现Sirius和Lenstar测量CCT结果95%LoA较窄。黄锦海等[9]比较了Lenstar、Pentacam和Sirius测量白内障患者CCT值的差异，发现Lenstar测量CCT的平均值最小，Sirius测量的最大（Plt;0.05），而Bland-Altman分析3种仪器有良好的一致性。赵艳等[10]研究也显示Lenstar检查的CCT结果低于Sirius。而孙成淑等[11]认为Lenstar与Sirius两种仪器测量的CCT值差异无统计学意义（Pgt;0.05），相关系数分析显示两种仪器有较高的相关性（r=0.994， Plt;0.05），对两种仪器测量CCT的95%LoA为-9.98～10.42，一致性较好。本研究结果显示使用Sirius测量CCT比Lenstar结果高出7.54 μm，且Bland-Altman图95%LoA为-33.6～18.5，两组的一致性较低，因此两种方法测量CCT的数值无法互换。不同仪器测量CCT存在差异的原因可能有：（1）测量原理的不一致，Sirius采用的Scheimpflug相机的原理，而Lenstar基于低相干光反射原理，仪器之间对于角膜前后表面的界定存在差异。（2）不同仪器对于角膜定位方面的差异，包括视轴、角膜顶点、固视点等。（3）患者固视及配合度的差异，本研究为白内障患者，多数为老年人，固视及配合度较年轻人差。结果提示在使用Sirius或Lenstar测量CCT时需要使用一些常用检测设备如IOLMaster、Pentacam或接触式A超作进一步比较。

对于Ave K的测量，本研究中Lenstar检测的结果高于Sirius（Plt;0.05），相关性分析中，两种仪器得到的结果显著相关（Plt;0.001），结合Bland-Altman图发现95%LoA为-0.49～0.63，具有良好的一致性。这一结果与赵艳等[10]的结果一致。既往研究[12-13]评估了Lenstar和IOLMaster、Pentacam测量Ave K均具有良好的一致性。但R.SALOUTI等[14]发现用Lenstar和IOLMaster测量Ave K并不能得到满意的一致性。出现这些结果的差异，可能是由于测量过程中小幅度的眼球运动影响了光学仪器对于角膜表面对应点的精准度，也可能归因于在不同的仪器上测量时瞳孔中心位置的改变。

对于ACD的测量，不同研究者的结论并不一致。M.S.REULAND等[15]报道使用Pentacam测量值显著高于IOLMaster或超声测量，这些仪器对于ACD的测量一致性较差且结果不能互相转换。但是更多的学者[16-17]认为Pentacam和IOLMaster或超声结果差异无统计学意义，且能够互相转换。在对于Lenstar与Sirius的研究中，Lenstar检测的ACD结果低于Sirius，两种仪器具有很好的一致性[10]。在本研究中，3种仪器测量的ACD结果间差异均有统计学意义，其中，Lenstar和Sirius测量结果比较接近，均高于接触式A超，其原因可能与超声探头压迫角膜产生的压陷效应有关，也可能是超声波在角膜和房水中的速率不一致导致的。超声测量较光学测量的相差幅度较大，在角膜屈光术、人工晶体植入术中是不可接受的，因此超声法与光学法对于ACD的测量结果不能相互替换。而相关性分析显示3种仪器得到的结果显著相关（Plt;0.001），结合Bland-Altman图发现3种仪器均具有良好的一致性。

AL无法用Sirius测得，故本研究仅比较了接触式A超和Lenstar的测量结果，发现这两种方法测得的AL差异有统计学意义（Plt;0.001）。由于AL上0.01 mm的误差引起的屈光误差＜0.03 D[17-18]，虽然Lenstar测量结果总体较接触式A超大，但在临床应用过程中产生的影响并不大，但本研究结果显示两种测量方法的结果是不能互相转换的，Bland-Altman图显示分布于95%LoA以外点的比例均＞5%，因此认为应用接触式A超及Lenstar对于AL的测量一致性较差，与之前大多数的研究结果[19-22]一致。光学测量法相较于接触式A超具有非接触测量、固视追踪、操作简单且分辨率高等优点，但也易受到屈光介质的影响，如中央角膜瘢痕或重度白内障患者光线无法穿透，所以在临床应用中不能完全代替超声检查。

LT的测量在以往白内障相关生物测量中并未引起重视，因为在早期的人工晶状体（intraocular lens， IOL）计算公式中并不是计算的参数，随着第四代如Holladay Ⅱ及第五代公式Olsen、Barrett Universal Ⅱ等的应用，公式中使用LT来计算有效晶体位置，LT的测量越来越引起重视。本研究中接触式A超与Lenstar测量的LT值差异无统计学意义（P＞0.05），这与P.J.BUCKHURST等[23]的研究结果类似。G.SAVINI等[24]在对浸润式超声法与低相干光反射生物测量法测量LT的对比研究发现，测量结果差异虽小但有统计学意义。本研究结果与之不一致，可能是由于浸润式超声法较接触式A超减轻了探头对角膜的压迫引起的误差。通过Pearson相关性分析并结合Bland-Altman图，显示应用接触式A超及Lenstar对于LT的测量具有较好的一致性，且数值在临床上可以互相转换。

WTW又称角膜水平直径，WTW的测算误差会导致IOL度数测算的误差[25]，屈光性IOL植入术后的一些并发症与IOL过大或过小有关，过大将会导致瞳孔变形等，而过小将会有屈光性IOL旋转的可能。所以对于WTW的准确测量较为重要。本研究中使用Lenstar和Sirius测得的WTW值差异有统计学意义（Plt;0.001），两种仪器测量结果具有较高的相关性，一致性较高。王顺清等[26]认为用ObscanⅡ与Sirius测量角膜直径具有较高的一致性，准确性较高，可比性强。张小兰等[27]比较了包括规尺、Sirius、IOLMaster500、前节OCT和超声生物显微镜5种方法检测角膜水平直径，发现Sirius和规尺，前节OCT与超声生物显微镜的结果可以互相转换，而其他结果不能转换。IOLMaster500测量结果较大，并不适合作为临床上测量角膜水平直径大小的依据。既往对于比较Lenstar和Sirius测量WTW的文章并不多，本研究的结果可为白内障手术、有晶体眼人工晶体植入术及角膜屈光手术中负压吸引环的选择等提供一定的临床依据。

综上所述，Lenstar与Sirius作为新型的眼前节检测系统，具有无创、方便快捷且获取信息丰富等优势，接触式A超法尽管操作慢且其准确度依赖于操作者的手法和经验，但对于一些后囊膜混浊及核性白内障的患者接触式A超法对于眼轴的测量却是不可替代的。本研究结果提示，Lenstar和Sirius对于白内障患者眼生物参数Ave K、LT和WTW具有较好的一致性，尤其是LT的测量，两者的结果可以互相转换，而对于CCT的测量，两者间差异大且一致性差。接触式A超、Lenstar和Sirius 3种仪器对于ACD的测量虽不能互相转换但具有较好的一致性。应用接触式A超与Lenstar测量AL，两者间差异大且一致性较差。在临床工作中应掌握不同仪器的优缺点及测量的差异，结合临床经验确定各种仪器的适用范围，本研究仍存在一定缺陷，未纳入相同程度的白内障患者进行比较，且未控制年龄、性别及种族的影响。不同仪器对于不同人群及不同程度的白内障患者的眼部生物学参数的一致性还有待今后更全面深入的研究。

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