青年近视眼多种仪器测量角膜曲率的比较

　　作者：张立(综述)， 王艳玲(审校) 作者单位：(首都医科大学附属北京友谊医院眼科， 北京 100050)

　　【关键词】 青年近视眼,角膜曲率

　　在我国，近视已成为影响青年一代视力的主要眼病,给他们的生活带来诸多不便。准分子激光角膜屈光手术(PRK,LASIK,LASEK)的诞生和发展[1],使很多青年近视眼患者获得了良好的裸眼视力。同时作为屈光手术前常规检查项目的角膜曲率[2]的检查仪器也在不断发展和完善。目前测量角膜曲率的仪器众多，主要应用于临床的有orbscan-II角膜地形图，eyesye角膜地形图，手动式/自动式角膜曲率计，电脑自动验光仪，波前相差仪，Pentacam 三维眼节前分析系统，IOLMaster。本文我们将对目前几种常用测量角膜曲率仪器的原理及优缺点进行综述。

　　1 测量角膜曲率常见的几种仪器的原理

　　1.1 角膜地形图：目前应用于临床主要有两种：eyesye角膜地形图，orbscan角膜地形图。

　　1.1.1 eyesye角膜地形图：基于Placido盘原理的角膜地形图，是由Placido盘投射系统将28或34个圆环(每一投射环上均有256个点计入处理系统)均匀地投射到从中心到周边的角膜表面上。这些环形图像通过实时图像监测系统进行实时图像观察、监测和调整等,并在角膜图像处于最佳状态下进行摄影并储存。计算机将储存的图像数字化,应用已设定的计算公式和程序进行分析,再将分析的结果用不同的彩色图像显示在荧光屏上,同时显示数字化的统计结果从而得到角膜曲率及其他数据。

　　1.1.2 orbscan-II角膜地形图：Orbscan-II角膜地形图系统[3～5]运用裂隙光带扫描原理,同时结合placido盘反射影像,对眼球进行生物测量。光学头部的裂隙光以45°角投射于被检角膜,20条裂隙光自左向右对角膜进行扫描,另20条裂隙光自右向左进行扫描,共获取40个裂隙切面,而每个裂隙切面可获取240个数据[6]。采集角膜前后表面、虹膜前表面、晶状体前表面等多个曲率表面的信息数据,通过计算机处理,得到角膜前后表面的曲率半径等数据[7]。

　　1.2 角膜曲率计：角膜曲率计是利用角膜的反射性质来测量角膜曲率半径的。在角膜前的特定位置放一特定大小的物体，该物体经角膜反射后产生(第1Purkinje)像，测量此像的大小即可计算出角膜前表面的曲率半径。 临床常用的角膜曲率计主要有手动式和自动式两类。

　　1.2.1 手动式角膜曲率计[8]：测量前提是假设角膜光学面为球面或球柱面，基于光学反射原理,测量角膜前表面半径中央3mm直径区域内2条互相垂直的经线的曲率半径值，并按修正后的角膜生理屈光指数1.3375计算出整个角膜总屈光力的扁平K值和陡峭K值，通过求取扁平K值和陡峭K值平均值得出角膜曲率值。

　　1.2.2 自动式角膜曲率计：结合Placido盘反射及电脑分析程序,可以更快速,稳定地获取曲率值。

　　1.3 电脑自动验光仪：新一代电脑验光仪(带角膜曲率测量功能)则是通过图像分析计算出角膜最大和最小屈光度子午线曲率从而得角膜曲率值。

　　1.4 波前相差仪：主要是根据Shack-Hartmann原理[9]而设计的。其工作原理是让一束平行光束直射入眼内,聚焦在视网膜上产生一个光源点,然后从视网膜反射回来。向外反射光线的实际方向可以使用一个透镜矩阵测量出来并形成波前点阵。因为反射光线经历了眼视光系统的所有像差,所以方向必定会与理想的平行反射光线方向存在偏差。通过比较它们之间的偏差就可以计算出整个眼视光系统的像差分布情况,并可以通过三维图像的形式显示在屏幕，从而测量角膜曲率及其他数据，为术前诊断预测和术后评价对比提供了不可或缺的宝贵信息。

　　1.5 Pentacam三维眼前节分析系统：Pentacam是一种基于Scheimpflug成像原理进行眼前节成像和测量分析的仪器[10]。以特制的蓝色二极管极光为光源,1s完成25次扫描,经角膜、虹膜、晶状体各层次的反射,测量并分析25000个点,得到眼前节三维彩色图像显示和高度数据,计算高度差,从而对这三者进行定量测量[11]。该系统通过选定的摄像机位置而得到单个图像,也可得到眼前节的三维扫描图像,还可选用手动测量功能以获得角膜任意点厚度值。通过角膜前后表面的地形图及直观的角膜图像得到角膜曲率值。

　　1.6 IOLMaster：IOLMaster是利用偏振光学相干干涉原理(partical coherence interferometry，PCI)来测量眼节前参数的新型非接触式仪器[12]。其原理基于角膜曲率计,即测量反射光影像之间的距离。通过仪器的照相机记录投射在角膜前表面以直径为2.3mm 成六角形对称分布的六个光点的反射,测量分析3个方向上相对应的光点,计算出环形的表面曲率半径。

　　2 不同仪器的优缺点的分析与比较

　　2.1 eyesye角膜地形图/ orbscan-II角膜地形图:eyesye角膜地形图在评价屈光手术前角膜表面形态以及手术疗效方面具有重要的作用,然而这种角膜地形图仅仅对角膜前表面进行了分析。由于无法测量后表面的形态,整个角膜的屈光力的测定只能根据传统的折射率 (1.3375)计算得出。而Orbscan-II系统则可以真实反映角膜后表面形态,因此,其在指导角膜屈光手术的术前检查、术后随访[13]和安全性的评价等方面都具有十分重要的意义。

　　2.2 手动式和自动式角膜曲率计:手动式角膜曲率计与自动式角膜曲率计相比,有研究表明[14,15]：两者在测量正常角膜时的准确性和可重复性方面没有统计学差异。但李新宇[8]等人的研究表明：两者测量角膜曲率的值存在显著性差异。故究竟哪种结果更适合于临床只有通过大样本的临床检验才能得出客观的结论。

　　2.3 角膜曲率计/电脑验光仪/角膜地形图:景明[16]，肖伟[17]，庄云[18]等人研究表明：角膜曲率计、电脑验光仪、角膜地形图在测量角膜曲率方面无统计学差异。

　　2.4 波前像差仪与电脑自动验光仪:秦宇[19]等人研究表明：波前像差仪与自动验光仪两种方法测得统计学上无显著性差异，波前像差仪能够准确地测量角膜曲率。

　　2.5 Pentacam三维眼前节分析系统与IOLMaster:IOLMaster 测量角膜曲率只能测量两点间的平均角膜曲率,不能反映整个角膜表面的曲率和形态信息,同一位点的角膜曲率由于测量方向和参考点的轴位不同而不同。Pentacam可以获得从角膜缘到角膜缘的全角膜前后表面地形图和切线位、轴位的曲率地形图,通过精确的高度数据计算出唯一的角膜曲率值。从两种仪器角膜曲率的测量原理上分析, Pentacam会比IOLMaster 的K值更为准确。

　　目前研究表明：角膜地形图、角膜曲率计、电脑自动验光仪、波前相差仪这四种仪器在测量角膜曲率方面均无显著性差异，均可广泛用于角膜曲率的测量。国内外已经有文献证实IOLMaster、Pentacam三维眼前节分析系统测量角膜曲率的准确性。但考虑到其临床应用的时间较短，其结果的准确性仍需临床实践进一步证实。

　　3 讨 论

　　目前，国内广泛应用于临床的最常见角膜曲率的测量仪器主要有三种：角膜曲率计测量、电脑验光仪、角膜地形图。此外，波前像差仪、Pentacam 三维眼节前分析系统，IOLMaster在临床上除了用于测量角膜曲率外还有其他广泛的用途。

　　角膜曲率计容易操作,价格便宜,易普及。随着屈光手术及人工晶体植入技术的普及而得到大范围的应用。而且其测量值的准确性已经获得公认。但主要的缺点是它仅对角膜中央对称的相距90°的4个点曲率进行测量,当角膜过陡过平或不规则散光时,曲率计不能直观反映,而且读数比较主观,要比较纯熟快捷的操作。此外测量耗时，尤其对儿童患者检查无法配合而在应用范围上受到限制。 早期电脑验光仪只能进行电脑验光，而无法测量角膜曲率。随着技术的进步，目前新型的电脑验光仪通常具有测量角膜曲率的功能，因其操作简便易应用于临床。

　　角膜地形图主要用于角膜屈光手术的角膜曲率测量。相比前两种仪器，信息量更多，对角膜曲率的描述更精细。尤其是角膜地形图(orbscan-II)能同时测量角膜前后表面的曲率，故能广泛应用于屈光手术的术前及术后的检查以及角膜病变的诊断[20]。

　　波前像差仪可以清晰显示患者的相差。这种精确测量技术可以测量整个视路的像差，还可同时测量球柱屈光病变及像差，提供了一种以往用标准测量屈光的方法无法实现的新的精度。像差测量结果通过Acuity Map和像差直观图像显示，为术前诊断预测和术后评价对比提供了不可或缺的宝贵信息。此外,波前相差技术与虹膜定位系统的联合测量使LASIK手术的切削更加精确[21]。从理论上讲,通过波前像差引导的屈光手术,可以获得超常视力[22]。

　　随着眼节成像与生物测量分析系统的发展，Pentacam 三维眼节前分析系统，IOLMaster也能用于角膜曲率的测量。Pentacam 三维眼节前分析系统能提供角膜前后的地形图及直观的角膜图像，测量参数包括角膜曲率、角膜厚度、角膜地形图，为角膜疾病的诊断和屈光手术提供依据[23]。同时,该系统具有非接触性、检查时间短、易被患者接受等优点。Pentacam三维眼前节诊断系统能够对角膜、前房、晶状体进行独特的三维形态的全方位展示,对角膜病、青光眼、晶状体病的诊断和治疗和准分子激光角膜屈光手术的术前检查、术后疗效评价均有指导作用。但患者的体位、泪膜、角膜透明度等因素对该系统检测数据的影响程度及该系统对眼前节更多的检查资料尚待进一步积累与总结。

　　Pentacam 三维眼节前分析系统应用相机成像原理,通过旋转,使图像平面、镜头平面和成像平面相交于一点或一条线上,较其他角膜地形图系统聚焦深度加大,提高了前房裂隙成像的景深,使角膜、虹膜、晶状体各层次的裂隙成像均较清晰。

　　IOLMaster眼节前生物测量是沿视轴方向测量，避免了超声波沿视轴方向测量引起的误差;非接触型，避免了对角膜的损伤，减少医源性的感染，安全性更高。但IOLMaster对角膜、晶状体、玻璃体等屈光介质明显浑浊者(如成熟期白内障、角膜白斑等)无法进行准确的，还需要用传统的超声波生物测量。

　　眼节前成像与生物测量技术分析系统在近几年取得飞速发展，但仍然存在一些局限，如各种仪器测量缺乏标准化[6]。但随着数字化图像的普及，计算机分析技术的广泛应用，眼节前参数的客观定量测量将会成为一种趋势，将成为青年近视眼患者角膜曲率测量的另一类全新的方法。

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