胡斌 胡曼 楊星 常平駿 王雅瀾 趙云娥

白內(nèi)障患者中有36%～47%患者散光大于1 D[1-2]，研究發(fā)現(xiàn)散光超過0.5 D會降低視力[3]。散光矯正型（Toric）人工晶狀體（IOL）植入矯正散光具有預(yù)測性高、安全穩(wěn)定等優(yōu)點，并在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用[4-5]。隨著人們對角膜散光檢查、手術(shù)源性散光和手術(shù)技術(shù)等方面的質(zhì)量控制逐步提高，Toric IOL度數(shù)計算公式的準(zhǔn)確性也越來越受到重視。

術(shù)后IOL有效位置（Effective lens position,ELP）是指IOL度數(shù)植入術(shù)后等效光學(xué)面所在位置，新型Toric IOL計算公式均包含ELP計算，不同的公式計算方法各不相同。Barrett（Predicted posterior corneal astigmatism，PPCA）和Barrett（Measured PCA,MPCA）使用Barrett Universal Ⅱ公式來計算ELP，分別基于預(yù)測的和Pentacam測量的角膜后表面散光來預(yù)測術(shù)后散光。Melles等[6]用Kane公式來計算ELP，結(jié)合回歸、理論光學(xué)和人工智能技術(shù)的高級算法來計算總角膜散光。EVO 2.0使用EVO 2.0公式來計算ELP，并使用理論上的角膜后表面散光預(yù)測來計算總角膜屈光度。Savini等[7]用公式來改良測量的角膜前表面散光，以更好地表示整體角膜散光，然后以第3代公式計算總角膜散光。

在Kane等[8]關(guān)于Toric IOL度數(shù)計算公式準(zhǔn)確性的研究中，他們分別根據(jù)術(shù)后實際軸位和術(shù)前預(yù)測軸位進行預(yù)測性分析，發(fā)現(xiàn)Kane的Toric IOL度數(shù)計算公式比Abulafia-Koch、Barrett、N?ser-Savini、EVO 2.0和Holladay 2更準(zhǔn)確，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義。Savini等[7]Toric IOL度數(shù)公式準(zhǔn)確性比較中發(fā)現(xiàn)bulafia-Koch、Barrett或N?ser-Savini計算公式之間差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。另外，Savini等[9]發(fā)現(xiàn)前房深度（Anterior chamber depth,ACD）會影響IOL平面的柱鏡屈光度與角膜平面的柱鏡屈光度之比，故對于角膜曲率（K）、眼軸長度（Axial length,AL）遠(yuǎn)低于平均值的眼睛，在選擇Toric IOL時應(yīng)考慮ACD的影響。新型Toric IOL度數(shù)計算公式在國人正常眼軸白內(nèi)障患者中計算準(zhǔn)確性如何鮮有研究報告。本研究的目的是比較Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）、Kane、EVO 2.0 和N?ser-Savini這5種Toric IOL計算公式在正常AL中的準(zhǔn)確性。

1 對象與方法

1.1 對象

納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前22.0 mm≤AL≤24.5 mm；②術(shù)前使用IOLMaster 500/700和Pentacam檢查的患者；③角膜透明，規(guī)則散光≥0.75 D；④術(shù)中無囊膜破裂，成功植入Toric IOL；⑤散瞳檢查IOL軸向旋轉(zhuǎn)≤5°；⑥術(shù)后1～3 個月隨訪主覺驗光的患者；⑦術(shù)后最佳矯正視力（BCVA）≥0.6。排除標(biāo)準(zhǔn)：①角膜不規(guī)則散光，包括圓錐角膜、翼狀胬肉或既往外傷等；②裂隙燈顯微鏡檢查可見IOL傾斜；③既往眼科手術(shù)史，包括翼狀胬肉手術(shù)、穿透性青光眼手術(shù)、玻璃體切割術(shù)和鞏膜扣帶術(shù)等；④術(shù)后BCVA低于0.6。收集自2015年5月至2021年6月期間行微切口白內(nèi)障超聲乳化吸除聯(lián)合AcrySof Toric IOL植入術(shù)的患者。本研究得到了溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)（批號：2021-036-K-29-01）。

1.2 術(shù)前檢查和計算

采用光學(xué)生物測量儀（IOLMaster 500/700，德國Carl Zeiss公司）測量AL、ACD、平坦軸角膜曲率（K1）和陡峭軸角膜曲率（K2）。采用三維眼前節(jié)分析儀（Pentacam，德國Oculus公司）檢查患者角膜地形圖，獲得角膜前后表面散光度數(shù)及軸向。

所有患者均植入美國Alcon公司生產(chǎn)的AcrySof Toric IOL，利用愛爾康官網(wǎng)在線計算器（http://www.myalcon-toriccalc.com/）確定植入IOL的具體型號及設(shè)計軸向，該網(wǎng)站選擇Barrett公式后需要輸入AL、ACD、平坦軸和陡峭軸K值、IOL球鏡度、手術(shù)源性角膜散光（Surgery induced astigmatism,SIA）（0.47 D）、切口位置（120°）等參數(shù)。

1.3 軸向標(biāo)記和術(shù)中對位

術(shù)前患者取坐位于裂隙燈顯微鏡下進行切口和目標(biāo)軸向標(biāo)記。術(shù)中植入Toric IOL，充分吸除囊袋內(nèi)黏彈劑后微調(diào)IOL軸向使之精準(zhǔn)對位，水密閉合角膜主切口及側(cè)切口后再次確認(rèn)軸向。

1.4 預(yù)測誤差

對所有公式進行了常數(shù)優(yōu)化，直到每個公式的平均球面預(yù)測誤差為0。每個公式均使用在線計算器計算，按照Abulafia等[10]描述的方法進行。使用EXCEL表格（https://ascrs.org/tools/astigma-tismdouble-angle-plot-tool）記錄數(shù)據(jù)。于術(shù)后1～3個月進行主覺驗光，并將散光頂點換算到角膜平面計算出術(shù)后實際散光。根據(jù)Kane和Connell[8]的研究報道，每種公式都使用了術(shù)前角膜曲率測量值和預(yù)期的IOL軸，以提供真實的預(yù)期臨床結(jié)果。散光預(yù)測誤差（Prediction error，PE）為術(shù)后實際散光與預(yù)測散光之間的矢量差，記錄絕對值為絕對預(yù)測誤差（Absolute prediction error,APE）。計算術(shù)后APE、絕對預(yù)測誤差的中位數(shù)（Median absolute prediction error,MedAE）、平均絕對預(yù)測誤差（Mean absolute prediction error,MAE）、絕對預(yù)測誤差的標(biāo)準(zhǔn)差（Standard deviation of the absolute prediction error,SD of APE）、質(zhì)心以及PE在±0.25 D、±0.50 D、±0.75 D和±1.00 D以內(nèi)的眼所占百分比。

1.5 分組情況

根據(jù)ACD分為淺ACD組（ACD≤3 mm）、中ACD組（3.01～3.50 mm）和深A(yù)CD組（ACD≥3.51 mm）；根據(jù)角膜前表面曲率不同，分為平坦組（≤43.0 D）、中等組（43.01～45.00 D）、陡峭組（≥45.01 D）；角膜前表面散光陡軸子午線方向在0～30°或者150～180°為逆規(guī)散光（Against the rule,ATR）組；60～120°為順規(guī)散光（With the rule,WTR）組，其余為斜軸散光(Oblique)組。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

回顧性連續(xù)病例研究。采用SPSS 26.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用Shapiro-Wilk檢驗對數(shù)據(jù)分布的正態(tài)性進行單變量或多變量正態(tài)檢驗；采用Hotellingt2 檢驗對質(zhì)心進行多元統(tǒng)計分析；MAE之間的差異采用非參數(shù)Friedman檢驗，采用帶Bonferroni校正的Wilcoxon符號秩檢驗對差異有統(tǒng)計學(xué)意義數(shù)據(jù)進行分析；采用Cochran's Q檢驗評估公式間預(yù)測誤差≤0.50 D的眼百分比。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者術(shù)前基線資料及眼部參數(shù)

共納入白內(nèi)障超聲乳化吸除聯(lián)合Toric IOL植入術(shù)后患者304 例（304 眼），患者術(shù)前基線資料及眼部參數(shù)見表1。

2.2 患者術(shù)前角膜散光及術(shù)后散光

術(shù)前角膜散光和術(shù)后實際散光的雙倍角圖以及累計直方圖顯示術(shù)后散光矯正效果明顯，術(shù)后實際散光≤0.5 D占49%，≤0.75 D占79%。見圖1。

2.3 5種新型Toric IOL度數(shù)計算公式總體比較

Kane公式的MAE為0.51 D，MedAE為0.48 D，低于N?ser-Savini、Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）和EVO 2.0（P＜0.001）；N?ser-Savini、Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）和EVO 2.0的MAE差異無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。Kane公式的PE≤±0.25 D的眼百分比為24%、≤±0.50 D為54%、≤±0.75 D為77%、≤±1.00 D為91%，略高于其余4個公式，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）（見圖2）。各公式的散光絕對預(yù)測誤差質(zhì)心與0相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.001)，其中Kane的質(zhì)心為0.16 D，與0最接近。見表2和圖3。

2.4 不同區(qū)間ACD、角膜曲率和不同軸向散光比較

根據(jù)ACD的變化來進行比較，Kane的MAE最低，尤其在中ACD組，準(zhǔn)確性更高。在淺ACD組，Kane公式的MAE明顯優(yōu)于Barrett（PPCA）公式和EVO 2.0公式，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。在中ACD組，Kane公式的MAE明顯優(yōu)于EVO 2.0公式，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。在深A(yù)CD組，Kane公式的MAE明顯優(yōu)于Barrett（PPCA）公式和EVO 2.0公式，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.040、0.030）。

表1.患者基線人口統(tǒng)計學(xué)資料及術(shù)前眼部參數(shù)Table 1.Baseline demographics and preoperative ocular parameters of patients

圖1.術(shù)前角膜平面散光和術(shù)后實際散光的雙倍角圖和累計直方圖Figure 1.Double-angle plots (left and middle) and a cumulative histogram (right) of the preoperative corneal and actual postoperative refractive astigmatism

表2.5種新型Toric IOL度數(shù)計算公式總體結(jié)果 (n=304)Table 2.Overall outcomes for each formula (n=304)

圖2.各公式的散光絕對預(yù)測誤差≤0.25 D、0.50 D、0.75 D和1.00 D的眼百分比情況Figure 2.Bar graphs showed percentages of eyes with an absolute prediction error of less than 0.50 D,0.75 D,and 1.00 D for each of the formulas

根據(jù)平均角膜曲率的變化來進行比較，Kane公式與其他公式相比，其MAE最低。隨著平均角膜曲率的增大，每個公式的預(yù)測誤差也逐漸增大。在平坦組，Kane公式明顯優(yōu)于EVO 2.0 公式（P＜0.001）。在中等組，Kane公式明顯優(yōu)于Barrett（PPCA）公式和 EVO 2.0公式（P＜0.001）。在陡峭組，各個公式之間的MAE差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=5.06，P=0.281）。見表3。

根據(jù)不同軸向散光來進行比較，Kane公式與其他公式相比，其MAE最低，但在斜軸散光組預(yù)測性降低，MAE和其他公式接近。在順規(guī)散光組，Kane公式明顯優(yōu)于EVO 2.0 公式（P=0.017）。在逆規(guī)散光組，Kane公式明顯優(yōu)于Barrett（PPCA）、EVO 2.0和N?ser-Savini（P=0.001、0.001、0.031）。在斜軸散光組，研究的各個公式之間的MAE差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討論

隨著屈光性白內(nèi)障手術(shù)的發(fā)展，Toric IOL因其良好的穩(wěn)定性及可預(yù)測性在臨床上得到廣泛應(yīng)用，患者的期望值不斷增加，這對Toric IOL計算公式的預(yù)測性提出了更高的要求。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與所有其他Toric IOL公式相比，Kane的屈光預(yù)測準(zhǔn)確性更佳。

在前人研究中，大多研究者使用MAE[8,11-12]來研究Toric IOL計算的準(zhǔn)確性。本研究中，Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）、Kane、EVO 2.0、N?ser-Savini的MAE和PE在±0.5 D以內(nèi)的眼數(shù)百分比分別為0.59、0.57、0.51、0.61、0.56 和42%、44%、54%、39%、47%，其中Kane公式準(zhǔn)確性較佳。相比之下，Kane和Connell[8]的一項研究表明，Barrett、Kane、EVO 2.0、N?ser-Savini 的MAE和PE在±0.5 D以內(nèi)的眼數(shù)百分比分別為0.51、0.47、0.51、0.54 和53.7%、59.2%、54.9%、46.3%，普遍準(zhǔn)確性優(yōu)于本研究結(jié)果，但Kane結(jié)果較為接近。Yang等[11]的另一項研究報道，Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）、Kane的MAE和PE在±0.5 D以內(nèi)的眼數(shù)百分比分別為0.28、0.29、0.29和53.2%、51.9%、51.9%，MAE明顯優(yōu)于Kane和Connell[8]的研究和本研究。Kane和Connell[8]的研究和本研究都納入了IOLMaster 700和500測量的患者。Kane和Connell[8]的研究證明，IOLMaster 700測量的散光準(zhǔn)確性比IOLMaster 500優(yōu)越，而Yang[11]等僅納入了IOLMaster 700檢查的患者。另外，本研究納入對象時間跨度較大，IOLMAster 500檢查的患者比例較高，這可能是本研究MAE較高的原因。

本研究中，Barrett（PPCA）、Barrett（MPCA）和Kane的質(zhì)心分別為0.28 D、0.23 D和0.16 D，與Yang等[11]的3 個公式的質(zhì)心誤差分別為0.24 D、0.27 D和0.26 D的結(jié)果相近。越來越多的研究證明忽略角膜后表面散光會影響Toric IOL的散光矯正效果[13-17]。Pentacam設(shè)備使用數(shù)千個點來測量中心4.5 mm的區(qū)域，它由旋轉(zhuǎn)的Scheimpflug相機組成，允許測量角膜的前后表面半徑，它在不到2 s的時間內(nèi)測量角膜上的25 000 個數(shù)據(jù)點。本研究中，Pentacam測量的角膜后表面的平均散光為0.24 D，這與最近使用pentacam進行的大規(guī)模角膜后表面測量研究是一致的[14,18]。Yang等[11]和本研究都顯示，Barrett Toric公式預(yù)測PCA與使用Pentacam測量PCA的MAE在預(yù)測誤差方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=1.000）。這說明，當(dāng)沒有可用于測量角膜后表面散光的設(shè)備時，Barrett（PPCA）公式也可以得到良好的結(jié)果。

表3.各組計算公式的散光絕對預(yù)測誤差（n=304）Table 3.The absolute prediction error of the subgroups (n=304)

本研究中，根據(jù)不同的ACD、角膜曲率和散光軸向來比較各個公式的預(yù)測準(zhǔn)確性，Kane都是最準(zhǔn)確的，然而Kane公式在較高角膜曲率和斜軸散光時，散光預(yù)測準(zhǔn)確性有所下降，說明對于這些特殊區(qū)間的患者，需要進一步優(yōu)化。然而因為分組之后特殊區(qū)間患者的例數(shù)相對偏少，對于結(jié)論的準(zhǔn)確性有一定的影響，還需要增加樣本量進一步研究。

本研究也存在一些局限性：①本研究使用了IOLMaster 500和700這2種設(shè)備。盡管IOLMaster 700在測量角膜前曲率的方式上并不相同，但經(jīng)過校準(zhǔn)，可以產(chǎn)生與IOLMaster 500相近的結(jié)果。有研究顯示這2 種設(shè)備的測量結(jié)果在AL、ACD、K1和K2值方面存在很好的一致性[19]。②分組比較時，亞組樣本量偏少，所得結(jié)果可能存在偏倚。③本研究使用實際屈光結(jié)果進行換算，而非根據(jù)術(shù)后實際散光軸向進行計算，某種程度上降低公式的預(yù)測準(zhǔn)確度。然而在日常的臨床工作中，很難對每位患者散瞳進行術(shù)后的IOL軸測量。此外，之前的一項研究證明，Acrysof Toric IOL對大多數(shù)患者（即使是高度近視患者）具有理想的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性（＜5°）[20]。由于很難計算術(shù)前SIA的變異性和IOL的旋轉(zhuǎn)，因此真實世界的分析代表了現(xiàn)實結(jié)果。盡管如此，本研究仍提供了有用的臨床指導(dǎo)。

綜上所述，在正常AL范圍內(nèi)，Kane公式計算Toric IOL度數(shù)的準(zhǔn)確性較高，提高了Toric IOL的矯正效果。本研究結(jié)果顯示，目前尚沒有一個公式可以在所有眼部參數(shù)中均表現(xiàn)優(yōu)異，后續(xù)需要更大樣本量的研究優(yōu)化結(jié)果。

利益沖突申明本研究無任何利益沖突

作者貢獻聲明胡斌：收集數(shù)據(jù)，參與選題、設(shè)計及資料的分析和解釋；撰寫論文；對編輯部的修改意見進行修改。胡曼：參與選題、設(shè)計和修改論文的結(jié)果、結(jié)論。楊星：參與選題、設(shè)計和修改論文的結(jié)果、結(jié)論。常平駿：參與選題、設(shè)計和修改論文的結(jié)果、結(jié)論。王雅瀾：參與選題、設(shè)計和修改論文的結(jié)果、結(jié)論。趙云娥：參與選題、設(shè)計、資料的分析和解釋，修改論文中關(guān)鍵性結(jié)果、結(jié)論，對編輯部的修改意見進行核修