Pentacam系统对Lasik术后眼前节参数测量重复性的研究

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牡谷
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1 Pentacam 系统测量 LASIK 术后眼前节参数重复性的研究黄锦海温岱宗陈世豪王勤美 Repeatability of anterior segmental parameters with Pentacam after laser in situ keratomileusis Huang Jinhai,Wen Daizong,Chen Shihao,Wang Qinmei. Affiliated Eye Hospital of Wenzhou Medical College, Wenzhou , China Abstract Objective: To investigate the coefficient of repeatability (CR) for anterior segmental parameters evaluated with Pentacam after laser in situ keratomileusis (LASIK) in myopic eyes. Methods: 100 cases (100 eyes) who had undergone LASIK for myopia were assessed with the Scheimpflug system. The mean of 3 consecutive measurements of all anterior segmental parameters was recorded and coefficient of repeatability(cr)was calculated to determine the measurement repeatability. Results: The best CR was observed for the periphery of the anterior corneal curvature (0.37%) and the least for the horizontal meridian of the posterior corneal curvature (0.74%). Despite being significantly different (P<0.05), both the measurements were highly repeatable in post-lasik eyes. The central, apical and minimal corneal thickness had a CR of 0.61% 0.62% and 0.61% respectively. These were equally repeatable(p >0.05).The least CR was observed for anterior chamber volume, but the measurements were highly repeatable in post-lasik eyes. Conclusion: Pentacam has a high degree of repeatability for the anterior corneal curvature, posterior corneal curvature, corneal thickness,corneal volume,anterior chamber volume and anterior chamber depth. Key words: Pentacam system; post-lasik,repeatability; corneal curvature; pachymetry; anterior chamber depth 摘要目的探讨 Pentacam 三维眼前节分析诊断系统测量 LASIK 术后眼前节参数的重复性, 为临床使用提供依据方法对 100 例 (100 只眼 ) 接受准分子激光原位角膜磨镶术 (LASIK) 后的患者使用 Pentacam 系统连续进行 3 次测量, 计算各眼前节参数的重复系数 (coefficient of repeatability,cr), 并对检查结果进行统计学分析结果 LASIK 术后角膜前后表面曲率半径的测量具有高度重复性, CR 值最小的是前表面周边曲率半径 (0.37%), 最大的为后表面垂直曲率半径 (0.74%), 前后表面曲率半径的 CR 值 ( 水平垂直中央周边 ) 两者间差异均有统计学意义 (P <0.05) 角膜各部位

2 厚度的测量具有高度重复性, 中央最薄点和顶点的 CR 值分别为 0.61% 0.62% 和 0.61%, 两两比较差异没有统计学意义 (P >0.05) 角膜中心外 8mm 与角膜中央最薄点顶点中心外 2mm 4mm 10mm 比较有统计学意义 (P <0.05), 角膜中心外 10mm 与其他部位差异有统计学意义 (P <0.01) 前房容积的 CR 值 (2.10%) 最大, 但仍有较好的重复性结论 Pentacam 系统测量 LASIK 术后角膜前后表面曲率, 角膜厚度, 角膜容积, 前房深度和容积具有很高的重复性, 具有较好的临床应用价值关键词 Pentacam 系统 ;LASIK 术后 ; 重复性 ; 角膜曲率 ; 角膜厚度 ; 前房深度作者单位 : 温州医学院附属眼视光医院通讯作者 : 王勤美 ( wqm2@mail.eye.ac.cn) 准分子激光原位角膜磨镶术 (Laser in situ keratomileusis LASIK) 术是在角膜基质层进行切削, 通过改变角膜的前后表面曲率来改变眼球的屈光度准确全面地了解角膜形态在指导角膜屈光手术的术前筛选术后随访及安全性的评价等方面都具有十分重要的意义由于 LASIK 术后角膜形态和生物力学的变化是一个动态的过程, 因此我们更需要测量仪器具有较高的准确性和重复性目前至少有 4 种仪器能够对角膜三维成像, 并分析和测量前后表面的形态例如裂隙扫描角膜地形图系统 (Orbscan II, Bausch & Lomb), 旋转 Scheimpflug 摄像系统 (Pentacam, Oculus), 高分辨率超声显像系统 (Artemis, Ultralink) 以及前节光学相干断层成像系统 (OCT Visante, Zeiss) 等已有研究表明 Orbscan 不适合评估 LASIK 术后角膜的变化 [1-3], 而另一台三维眼前段测量及分析仪器 Pentacam 通过旋转摄像, 获取眼前节多重图像, 产生三维立体图, 计算眼前节的多个测量值, 具有角膜测厚角膜前后表面地形测量白内障分析和三维前房分析等功能 [4,5] 该仪器在正常人群测量角膜厚度以及前房深度的准确性已得到国内外证实 [6,7], 而仪器测量的准确性是以测量的重复性为基础, 虽然国外已经有个别关于 Pentacam 系统测量 LASIK 术后角膜参数重复性的报道 [22], 但由于 Pentacam 应用于临床时间较短, 目前国内尚缺乏评价 Pentacam 测量 LASIK 术后眼前节各参数重复性的研究本文对 2008 年 4 月 ~6 月在我院接受 LASIK 手术的 100 例 (100 只右眼 ) 进行 Pentacam 系统检查, 以评估 Pentacam 测量 LASIK 术后眼前节各参数的重复性, 为临床提供参考 1 资料与方法

3 1.1 一般资料 2008 年 4 月 ~6 月在我院屈光手术中心接受 LASIK 手术的近视患者 100 例 (100 只右眼 ), 其中女 52 例, 男 48 例, 年龄 17~43 周岁, 平均 (25.34±5.59) 岁, 切削深度 27 μm ~138μm, 平均 (80.03±26.68)μm, 测量时间为术后 1 天 9:00~15:00, 所有患眼术前均停戴隐形眼镜 1 月以上, 并排除青光眼高眼压症及其他眼病, 排除全身结缔组织自身免疫性疾病及糖尿病对每一位患者的 Pentacam 检查均由熟练操作该系统的同一技师完成 1.2 方法本检查无需表面麻醉, 不接触角膜在计算机中输入患者信息, 让被检者将下颌置于仪器的下颌垫上, 前额靠在前额条带上, 被检者睁大双眼, 注视闪烁的蓝灯, 检查者使用自动模式控制操纵杆按屏幕提示进行瞄准和对焦, Scheimpflug 三维成像系统在不到 2 秒完成 360 扫描, 测量并分析 25,000 个点, 拍摄 25 张图像为避免外来光源干扰图像扫描和摄像, 本组数据均为自然瞳孔状态下, 在暗室中采集按仪器说明要求, 只接受成像质量 ( quality specification,qs) 显示为 OK 的 3 次检测结果检查的项目包括 :(1) 角膜前后表面水平垂直中央周边曲率半径中央曲率半径为中央直径 3mm 的平均曲率半径, 周边曲率半径为直径 7mm~9mm 之间的平均曲率半径 (2) 角膜中央最薄点顶点厚度, 以及距最薄点外直径 2mm 4mm 6mm 8mm 10mm 的平均角膜厚度中央厚度为瞳孔中心的角膜厚度, 顶点厚度为角膜最高点的厚度 (3) 直径 10mm 区域的角膜容积 (4) 前房容积与前房深度前房容积是在三维模式下以角膜后表面, 虹膜, 晶状体前表面为界通过随机软件计算得出的前房深度为三维模式下角膜顶点后表面到晶体前表面的垂直距离测量重复性定义 [8,9] : 指对同一稳定的被测对象, 用相同的方法, 在相同的条件下获得一系列结果之间的一致程度相同的条件是指同一操作者, 同一设备, 同一实验室和短暂的时间间隔因此, 在这一条件下, 多次重复测量的仪器示值变化只能是测量仪器本身随机因素作用的结果, 示值重复性就反映了仪器的这种随机变化 1.3 统计学方法数据分析采用 SPSS 11.0 统计学软件和 Microsoft Excel 软件 (2003 版本 ), 各组测量数据均值用 X ±S, 测量的重复性通过计算重复系数 (coefficient of

4 repeatability, CR) 进行比较, 每个患者的 CR=S/ X, 各组 CR 的均数之间的两两比较 [10] 采用 Wilcoxon 秩和检验,Bland-Altman 法评价测量的一致性 ( X ±1.96SD) 重复系数小说明仪器的稳定性和可重复性好, P <0.05 为差异有统计学意义 2 结果 LASIK 术后眼前节参数测量及分析结果详见表 1 表 1: LASIK 术后眼前节参数测量的重复系数及一致性界限结果 Table 1: Coefficient of repeatability and limits of agreement for anterior segment parameters on Pentacam in post-lasik eyes 部位 X CR (%) Mean difference ±2SD 角膜曲率半径 (mm) 前表面水平 8.92± ±0.07 垂直 8.74 ± ±0.09 中央 8.80± ±0.18 周边 8.02± ±0.17 后表面水平 6.61± ±0.08 垂直 6.24± ±0.12 中央 6.42± ±0.05 周边 6.62± ±0.05 角膜厚度 ( (μm ) 中央 ± ±5.34 最薄点 ± ±5.40 顶点 ± ±5.35 距中心外 2mm ± ±5.53 4mm ± ±6.28 6mm ± ±7.50 8mm ± ± mm ± ±14.16 角膜容积 (mm 3 ) 10mm 59.10± ±0.06 前房容积 (mm 3 ) ± ±7.62 前房深度 (mm) 3.13± ±0.04 Mean= 平均数,CR = 重复系数 (Coefficient of repeatability), Mean difference±2sd = 95 % 一致性界限 2.1 角膜前后表面曲率半径测量的重复性角膜前表面水平垂直中央周边曲率半径的 CR 值两两比较中, 水平与垂直差异无统计学意义 (P =0.068), 其余各部位间的差异有统计学意义 (P <0.05); 后表面各部位曲率半径的 CR 值两两比较中, 差异均有统计学意义 (P <0.05) 前后表面曲率半径的 CR 值 ( 水平垂直中央周边 ) 两者间差异均有统计学意义 (P <0.05)

5 2.2 角膜厚度容积测量的重复性厚度中央最薄点和顶点的 CR 值分别为 0.61% 0.62% 和 0.61%, 两两比较差异没有统计学意义 (P >0.05) 各部位角膜厚度间的 CR 值两两比较中, 角膜中心外 8mm 与角膜厚度中央最薄点顶点中心外 2mm 4mm 10mm 差异有统计学意义 (P <0.05), 角膜中心外 10mm 与其他部位差异有统计学意义 (P <0.01), 表 1 显示角膜厚度的重复系数由中央到周边逐渐增加角膜直径 10mm 容积的 CR 值为 0.78%, 其 Bland-Altman 95% 一致性界限为 ±0.06 mm 前房测量的重复性前房容积 (mm 3 ) 前房深度 (mm) 的 CR 值分别为 2.10% 0.63% 其 Bland-Altman 95% 一致性界限分别为 ±7.62 mm mm 以上测量分析结果显示前表面周边曲率半径重复系数 (0.37%) 最小, 前房容积 (2.1%) 最大, 因此测量重复性最好的参数是前表面周边曲率半径, 而最差的是前房容积 3 讨论 : Pentacam 三维眼前节分析诊断系统是一项新的多功能眼科仪器, 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, 得到眼前节的三维彩色图像, 计算高度差, 从而对眼前节 ( 从角膜前表面到晶状体后表面 ) 进行定量测量分析, 得到角膜前后表面的曲率角膜厚度角膜容积前房容积前房深度等资料由于高度数据与测量方向和参考点的轴位无关, 而且精确的高度数据只能计算出唯一的角膜曲率 [11],Pentacam 比基于 Placido 系统的角膜地形图可能更好的表现真实角膜的形态不同仪器在进行测量参数比较时要求其具有较高的准确性, 而准确的测量就必须具有很高的重复性, 目前已经有很多文献研究了 LASIK 术前术后 Pentacam 与其他仪器在测量角膜参数方面的比较以及 Pentacam 测量的准确性 [12-14], 虽然国外已经有个别关于 Pentacam 系统测量 LASIK 术后角膜参数重复性的报道, 但是国内尚没有关于 Pentacam 测量 LASIK 术后眼前节参数的重复性的研究本文研究显示 Pentacam 对于 LASIK 术后眼前节参数的测量具有很高的重复性

6 3.1 Pentacam 系统对角膜前后表面曲率的测量以往研究显示屈光性角膜手术改变的不仅是角膜前表面, 也改变了其后表面的形 [15] [16] 态和曲率, 术后角膜后表面曲率半径减小, 曲率增大, 而近期 Nishimura 等研究表明 LASIK 术后角膜后表面曲率半径并没有发生改变, 这可能与使用不同仪器进行测量存在一定关系 LASIK 手术引起的角膜形态的改变, 以往都是通过角膜曲率计, 角膜镜以及基于 Placido 盘的角膜地形图系统进行检测分析, 这些系统所获取的图像仅为角膜前表面的曲率地形图, 无法测量角膜后表面的形态和曲率, 无法较真实的反映全角膜形态和屈光力而 Pentacam 系统能对角膜后表面进行测量, 因此通过测量手术后角膜后表面曲率变化及个体差异, 得到的全角膜曲率值能更真实的反映出术前术后角膜曲率的变化, 从而可以更准确地显示角膜后表面膨隆和早期圆锥角膜已有的研究表明 LASIK 术后角膜膨隆的发生率为 0.66%-6% [17-20], 角膜前表面受到角膜瓣激光切削创面愈合反应及上皮水肿等因素的影响, 无法正确反映角膜前凸的程度, 而角膜后表面能更好地显示角膜的这种变化因此, 如果能够对角膜后表面形态进行测量研究, 就可以更加准确地评价术后角膜后表面前凸的变化情况 [21] 因此, Pentacam 能够通过对后表面曲率的测量, 用于发现和诊断 LASIK 术后的角膜膨隆 Jain [22] 等研究显示 Pentacam 系统测量 LASIK 术后角膜曲率的 CR 值中最大的为后表面垂直曲率半径 (1.85%),Bland-Altman 95% 一致性界限为 0.43mm, 认为该测量具有很高的重复性, 本文研究显示术后角膜曲率的 CR 值中最大的为后表面垂直曲率半径 (0.74%), Bland-Altman 95% 一致性界限为 0.12mm, 表明 Pentacam 不仅在角膜前表面具有很高的测量重复性, 而且其对角膜后面曲率的测量同样有很高的重复性本研究与 Jain [22] 等研究结果的差异可能与测试环境切削深度和样本大小不同等有关 3.2 Pentacam 系统对角膜厚度和容积的测量 LASIK 术后角膜组织的修复是一个复杂的过程, 角膜的生物力学的稳定性和剩余基质床的厚度是密切相关的, 因此术后的角膜厚度是非常重要的, 特别是对于需要再进行二次 LASIK 手术的患者 [23] 对角膜厚度的低估可能造成能接受屈光手术的候选者排除在适应证之外, 而对角膜厚度的高估会增加术后发生角膜膨隆的可能性, 导致医源性角膜圆锥已有的研究显示 Orbscan 系统对 LASIK 手术后角膜厚度的测量存在较大的偏差 [24-26], 可能与术后角膜屈光指数的改变,haze( 角膜上皮下浑浊 ), 基质床界面的识别 [27] 和仪器本身不正确的算法有关 Kim 等认为 Pentacam 测得 LASIK 手术后中央角膜厚度

7 [28] 同 A 超角膜测厚仪平均相差 10μm, 近期 Ciolino 等报道 LASIK 手术后,Pentacam 与 A 超测量角膜中央厚度具有高度的相关性 (r =0.945), 并且认为 Pentacam 可以替代 A 超测量 LASIK 手术后角膜中央厚度, 而作者没有进一步评估其测量的重复性,Jain [22] 等研究显示角膜厚度的 CR 值中最大的为中央角膜厚度 (1%),Bland-Altman 95% 一致性界限为 15.88mm, 我们的研究显示 Pentacam 测量最薄点角膜厚度的一致性限度为 ±5.40 μm; 中央顶点具有更好的重复性, 其一致性限度分别为 ±5.34μm ±5.35μm; 周边角膜厚度也有很好的重复性角膜厚度的重复系数由中央到周边逐渐增加, 提示中央区的重复性比周边好, 测量更可靠 3.3 Pentacam 系统对前房的测量应用 Scheimpflug 摄像原理的 EAS-1000 眼前节图像分析系统对正常人群前房深度的测量,95% 的一致性限度为 ±0.1mm [29], 我们的研究显示术后 Pentacam 一致性限度为 ±0.04mm, 其测量具有更高的重复性, 这可能同 Pentacam 成像质量的进一步提高及计算分析软件功能的不断完善等有关深度和容积可能是角膜前凸的另一个征象,Cairns G 应用 Orbscan 测量眼前节参数, 显示角膜后表面前凸的同时伴随着前房深度的减少, 两者之间是互相矛盾的 [30] 最近 Nishimura [16] 研究结果显示 Pentacam 测量 LASIK 术后角膜后表面曲率, 角膜周边厚度, 前房深度, 前房容积, 这些参数同术前相比并没有显著不同, 而 Orbscan 显示角膜后表面向前凸 29.0±19.0μm 这些不一致的研究结果使我们更加关注各种仪器测量 LASIK 术后角膜后表面参数测量的准确性和可重复测量性相对 Orbscan 而言 Pentacam 具有测量分析点多实时监视眼球运动和成像清晰等优势 [11,31], 因此 Pentacam 可能比 Orbscan 测量更准确和具有更好的可重复性 Pentacam 系统具有简单快捷无损伤等优点, 其测量 LASIK 术后角膜前后表面曲率, 角膜厚度, 角膜容积, 前房深度和容积具有很高的重复性, 对于准分子激光角膜屈光手术术前术后检查及病例筛选,LASIK 术后确定是否再手术的病例具有重要的临床价值, 但是我们还需要进一步对 Pentacam 系统测量 haze 二次 LASIK 术后等眼前节参数重复性的研究, 为临床和科研工作提供更大的帮助

8 Bland-Altman 法评价测量的一致性角膜曲率半径

11 角膜厚度

15 角膜容积

16 前房深度前房容积

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茂县土地岭大熊猫走廊带

茂县土地岭大熊猫走廊带中国组织工程研究第 16 卷第 33 期 2012 08 12 出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research August 12, 2012 Vol.16, No.33 Orbscan Ⅱ 眼前节分析系统和 Pentacam 眼前节分析系统测量屈光手术前后角膜屈光力的差异杨磊 1, 郭海科 2 2, 曾锦 Orbscan Ⅱ versus Pentacam