天津市環(huán)湖醫(yī)院（300060）于榮國(guó)

從上世紀(jì)開始使用的角膜曲率計(jì)到后來(lái)使用較為廣泛的基于placido盤反射原理的計(jì)算機(jī)輔助角膜地形圖分析儀以及目前已被廣泛應(yīng)用于角膜屈光專業(yè)最先進(jìn)的儀器三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)（Pentacam），極大地拓展了人們對(duì)角膜形態(tài)非規(guī)則性、非球面性、放射性、非對(duì)稱性的認(rèn)識(shí)，從而在很大程度上促進(jìn)了角膜屈光手術(shù)、接觸鏡的設(shè)計(jì)與驗(yàn)配以及角膜疾病診斷的發(fā)展。本文僅就臨床常用的角膜形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)方法及其應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 角膜曲率計(jì)

角膜曲率計(jì)是利用光學(xué)反射原理，假設(shè)角膜的光學(xué)面為球面或球柱面，來(lái)測(cè)量角膜的曲率。通過測(cè)量角膜前表面直徑3mm中央?yún)^(qū)域內(nèi)2條相互垂直子午線的曲率半徑值，并按照修正后的生理角膜屈光指數(shù)常數(shù)1.3375計(jì)算出全角膜總屈光力的最小K值和最大K值，再通過求取最小K值和最大K值的平均值得出角膜的曲率值[1]。臨床上角膜曲率計(jì)分為手動(dòng)式和自動(dòng)式兩類。手動(dòng)式角膜曲率計(jì)已在臨床應(yīng)用近百年，長(zhǎng)期以來(lái)其測(cè)量值一直被視為金標(biāo)準(zhǔn)，其測(cè)量精確度在±0.12～±0.25D之間。自動(dòng)式角膜曲率計(jì)是將Placido盤反射與電腦分析程序結(jié)合，可以更快速、穩(wěn)定地得到曲率值，其精確度在±0.25D，可重復(fù)性為±0.37D，與手動(dòng)式角膜曲率計(jì)相比，在測(cè)量正常角膜時(shí)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性方面無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可被廣泛的應(yīng)用在各種屈光鏡的驗(yàn)配、角膜屈光手術(shù)以及人工晶體植入術(shù)中。但就人工晶體植入術(shù)，如果植入的人工晶體與散光軸位有關(guān)，則推薦使用自動(dòng)式角膜曲率計(jì)[2]。

角膜曲率計(jì)操作方便，價(jià)格便宜，容易普及。隨著角膜屈光手術(shù)及人工晶體植入技術(shù)的普及而得到更大范圍的應(yīng)用，而且其測(cè)量值的準(zhǔn)確性已經(jīng)得到公認(rèn)。其主要缺點(diǎn)是僅能評(píng)估角膜中央?yún)^(qū)域兩個(gè)正交子午線上相距（3～4）mm的四個(gè)位點(diǎn)，而不能顯示除此四點(diǎn)以外角膜的光學(xué)信息。當(dāng)角膜過陡、過平或有不規(guī)則散光時(shí)，角膜曲率計(jì)則不能直觀反映，而且讀數(shù)易受操作者影響，要求比較熟練快捷的操作。此外測(cè)量過程較為耗時(shí)，尤其對(duì)于兒童患者，檢查無(wú)法配合而在應(yīng)用范圍上受到一定限制。

2 計(jì)算機(jī)輔助的角膜地形圖

角膜地形圖是基于Placido盤原理，由Placido盤的投射系統(tǒng)將28或34個(gè)圓環(huán)（每一環(huán)上都有256個(gè)點(diǎn)計(jì)入處理系統(tǒng)）均勻地投射到角膜前表面上。這些環(huán)形圖像再通過圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像監(jiān)測(cè)和調(diào)整，并進(jìn)行攝影和儲(chǔ)存[3]。計(jì)算機(jī)將儲(chǔ)存的圖像數(shù)字化并分析，將結(jié)果用不同色彩的圖像在屏幕上顯示出來(lái)，同時(shí)顯示出數(shù)字化統(tǒng)計(jì)結(jié)果，從而得到角膜曲率值及其他參數(shù)。角膜地形圖與角膜曲率計(jì)比較具有測(cè)量區(qū)域廣、獲得信息量大，對(duì)過于平坦或過于陡峭的角膜也均可準(zhǔn)確測(cè)量其屈光力，且精確度較高[4]。角膜地形圖在評(píng)價(jià)屈光手術(shù)前角膜前表面形態(tài)以及屈光手術(shù)后療效方面具有重要作用，但是角膜地形圖僅對(duì)角膜前表面進(jìn)行了測(cè)量分析，而無(wú)法測(cè)量角膜后表面的形態(tài)，因此，整個(gè)角膜的屈光力的測(cè)定只能通過傳統(tǒng)的折射率（1.3375）計(jì)算得出。此外，角膜地形圖對(duì)角膜部周邊的測(cè)量也欠敏感，當(dāng)角膜的非球性增加時(shí)其測(cè)量準(zhǔn)確性相應(yīng)降低。同時(shí), 角膜地形圖的測(cè)量結(jié)果還易受眼眶高度及眼球內(nèi)陷程度的影響。

3 Orbscan-II眼前節(jié)分析儀

Orbscan-II眼前節(jié)分析儀是利用裂隙掃描系統(tǒng)對(duì)眼前節(jié)進(jìn)行掃描，同時(shí)結(jié)合placido盤的反射影像對(duì)眼前節(jié)進(jìn)行生物測(cè)量，是一種可以對(duì)角膜前、后表面進(jìn)行測(cè)量的儀器。該系統(tǒng)在暗視野中用裂隙光以45°角對(duì)角膜進(jìn)行掃描，然后對(duì)這些裂隙光在角膜的前后表面的投影進(jìn)行捕捉，獲取角膜前后表面三維空間信息共9600個(gè)數(shù)據(jù)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)分析處理后得到眼前節(jié)的三維數(shù)據(jù)及圖像[5]。

長(zhǎng)期以來(lái)，探查角膜后表面的多種傳統(tǒng)方法都因精確性不高、費(fèi)時(shí)、可重復(fù)性差等不足而未能在臨床上得到廣泛應(yīng)用，如裂隙燈攝影法、普爾基涅映像法、模型法等。Orbscan-II眼前節(jié)分析儀的出現(xiàn)則極大地推進(jìn)了人們對(duì)角膜前后表面的認(rèn)識(shí)，該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別角膜裂隙圖像的前后邊界，產(chǎn)生隆起度圖的同時(shí)計(jì)算出角膜曲率，再根據(jù)角膜前后表面的高度差計(jì)算出角膜各點(diǎn)的厚度，以此測(cè)出的角膜前、后表面曲率值具有高度的精確性[6]。Maldonado報(bào)道Orbscan-II對(duì)準(zhǔn)分子激光角膜原位磨鑲術(shù)（laser in situ keratom ileusis,LASIK）術(shù)后角膜后表面的測(cè)量具有較好的可重復(fù)性[7]。由于OrbscanⅡ系統(tǒng)可如實(shí)反映角膜前、后表面的形態(tài)，故其在角膜屈光手術(shù)的術(shù)前篩查、安全性評(píng)估和術(shù)后隨訪等方面都具有非常重要的意義[8]，因此，OrbscanⅡ眼前節(jié)分析儀被廣泛應(yīng)用于準(zhǔn)分子激光手術(shù)前后的檢查[9]。Orbscan-II眼前節(jié)分析儀還可以輔助診斷用角膜地形圖檢查疑似圓錐角膜的病例，還可以重新界定圓錐角膜的分期，提高圓錐角膜的確診率[10]，是圓錐角膜早期確診的可靠方法，且具有高度的敏感性[11]。

Orbscan-II眼前節(jié)分析儀將角膜地形圖學(xué)的發(fā)展推向了一個(gè)新的高度，不僅有助于一些角膜疾病的早期診斷，而且對(duì)角膜屈光手術(shù)的一些禁忌癥和適應(yīng)癥的鑒別更加明確，將手術(shù)設(shè)計(jì)、療效觀察及并發(fā)癥的處理提高到一個(gè)更高的水平，也使手術(shù)的安全性和手術(shù)質(zhì)量明顯提高[12][13]。

4 IOL Master

IOL Master是利用偏振光學(xué)相干干涉原理來(lái)測(cè)量眼節(jié)前參數(shù)的新式非接觸儀器[14]。其原理與角膜曲率計(jì)相同：測(cè)量反射光影像之間的距離。通過儀器的攝像系統(tǒng)記錄投射在角膜前表面上的以直徑為2.3mm成六角形對(duì)稱分布的六個(gè)光點(diǎn)的反射影像，分析測(cè)量3個(gè)方向上相對(duì)應(yīng)的光點(diǎn)，從而計(jì)算出環(huán)形表面的曲率半徑。因此，只能測(cè)量出兩點(diǎn)間的平均角膜曲率，不能反映整個(gè)角膜前表面的形態(tài)和曲率信息，且同一位點(diǎn)的角膜曲率也會(huì)因測(cè)量方向與參考點(diǎn)的軸位的不同而不同。IOL Master除了測(cè)量角膜曲率外，還可測(cè)量角膜的水平直徑，角膜水平直徑是有晶狀體眼屈光手術(shù)和某些角膜疾病診斷的重要依據(jù)。以往人們主要依靠手工測(cè)量，不但可重復(fù)性差，而且結(jié)果誤差明顯。而應(yīng)用IOL Master進(jìn)行角膜水平直徑測(cè)量，操作簡(jiǎn)便、測(cè)量迅速、結(jié)果準(zhǔn)確。IOL Master生物測(cè)量是沿視軸的方向進(jìn)行測(cè)量，避免了超聲波沿眼軸方向測(cè)量引起的誤差；非接觸型避免了對(duì)角膜的損傷，減少了醫(yī)源性的感染，安全性更高。但I(xiàn)OL Master對(duì)角膜、晶狀體、玻璃體等屈光介質(zhì)渾濁明顯的患者無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量（如角膜白斑、成熟期白內(nèi)障、玻璃體積血等），還需要用傳統(tǒng)的超聲設(shè)備進(jìn)行生物測(cè)量。

5 Pentacam

Pentacam是一種利用Scheimpflug成像原理、記錄眼前節(jié)成像并進(jìn)行測(cè)量分析的新型設(shè)備[15]。該設(shè)備以特定的藍(lán)色二極管激光為光源，每秒鐘可完成25次掃描，經(jīng)角膜、虹膜及晶狀體各層組織的反射后測(cè)量并分析25000個(gè)位點(diǎn)，從而得到眼前節(jié)的三維彩色圖像和高度數(shù)據(jù)，再通過計(jì)算各層組織的高度差，進(jìn)而對(duì)這三者進(jìn)行定量測(cè)量與分析[16]。Pentacam系統(tǒng)可通過旋轉(zhuǎn)使其圖像平面、鏡頭平面及成像平面交會(huì)于一點(diǎn)或一條線上，較其他角膜地形圖系統(tǒng)聚焦深度大，使角膜、虹膜及晶狀體各層次的裂隙成像均較清晰。該系統(tǒng)可以通過選定的攝像機(jī)位置得到單一圖像，也可獲得眼前節(jié)的三維掃描圖像，還可選擇手動(dòng)測(cè)量功能，以獲得角膜任意位點(diǎn)的厚度值。Pentacam 還可獲得從角膜緣到角膜緣的全部角膜前、后表面的地形圖以及切線位、軸位的曲率地形圖。此外，還可顯示偏心、中央角膜的曲率半徑以及散光等角膜參數(shù)。

Pentacam所測(cè)量的為高度數(shù)據(jù)與其測(cè)量方向及參考位點(diǎn)的軸位無(wú)關(guān)，依據(jù)精確的高度數(shù)據(jù)計(jì)算出相應(yīng)位點(diǎn)的角膜曲率值，從角膜曲率的測(cè)量原理分析，Pentacam 應(yīng)該比IOL Master 測(cè)量的K值更為準(zhǔn)確，從而為角膜疾病的診斷和屈光手術(shù)提供更為準(zhǔn)確的依據(jù)。此外，該系統(tǒng)具有檢查時(shí)間短、非接觸、易被患者接受等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于角膜疾病的診斷、屈光手術(shù)的術(shù)前檢查和術(shù)后療效評(píng)價(jià)等領(lǐng)域。

角膜后表面屈光度和高度的改變是圓錐角膜亞臨床期形態(tài)變化的重要特點(diǎn)，因此，使用Pentacam測(cè)量角膜前、后表面的高度、厚度及曲率值等參數(shù)，可以明確診斷圓錐角膜并對(duì)其進(jìn)行分期。用Pentacam所測(cè)量的角膜后表面的數(shù)據(jù)可有效地用于臨床前期圓錐角膜的篩查和確診，其中最重要的數(shù)據(jù)就是角膜后表面的高度最大值、高度差及中央散光度。因此，術(shù)前應(yīng)用Pentacam排除臨床前期圓錐角膜更靈敏、更準(zhǔn)確。一項(xiàng)應(yīng)用Orbscan和Pentacam對(duì)圓錐角膜進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，2種儀器對(duì)角膜后表面的測(cè)量結(jié)果有所不同，但都發(fā)現(xiàn)角膜圓錐最多見于顳下象限。Pentacam還被用于白內(nèi)障術(shù)前測(cè)量角膜的前后表面曲率，以計(jì)算角膜屈光度以及IOL度數(shù)。由于能直接測(cè)量角膜的前后表面，所以屈光度的計(jì)算更為準(zhǔn)確，這對(duì)于行LASIK 的近視患者尤為重要，因?yàn)榻悄で视?jì)的度數(shù)偏高，會(huì)使IOL度數(shù)被低估，術(shù)后偏遠(yuǎn)視。

6 小結(jié)

角膜形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)方法多種多樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此在臨床工作中我們應(yīng)該揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分其發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。對(duì)于復(fù)雜病例，臨床工作人員可以結(jié)合各種檢測(cè)儀器的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行組合檢查，更好地對(duì)角膜形態(tài)學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)。