两种仪器测量角膜曲率及其半径的效果比较*

·论著·

宾莉 陈晓莉 李臻 郝更生 杨君 李斌

(乐山市人民医院眼科， 四川 乐山 614000 )

【摘要】目的 比较角膜地形图仪(Pentacam)与光学生物测量仪(IOLMaster)对角膜曲率及其半径测量结果的异同，为不同的临床需求提供准确便捷的检查方法。方法 选择年龄(20.80±1.29)岁的受检者共40例，80只眼，分别应用Pentacam与IOLMaster进行角膜曲率及其半径的测量，进行t检验比较、Pearson相关性分析并应用Bland-Altman 分析对两种测量方法进行一致性评价。结果 Pentacam与IOLMaster所测得的平均K值分别为(43.56±1.68) D和(43.62±1.59) D，平均R值分别为(7.76±0.05) mm和(7.74±0.05) mm，经配对t检验结果差异均无统计学意义(P>0.05)；Pentacam与IOLMaster对角膜曲率及曲率半径测量结果相关系数平方为0.9741及0.9573，结果均显示出较高相关性，两种方法测量的K值及R值一致性较差。结论 两种仪器测量角膜曲率及曲率半径呈较高相关性，但一致性差，不可任意替代使用，需根据不同临床需求做出合理选择。

【关键词】Pentacam； IOLMaster； 角膜曲率； 曲率半径

准确测量角膜曲率及曲率半径对于白内障术前人工晶体屈光度的计算以及屈光手术术前检查等研究具有重要的意义。目前有多种测量方法可以选择，自动角膜曲率计是最简单经济的检查手段[1]，此外A超也作为测量上述参数的方法应用于临床多年。近年来Pentacam与IOLMaster作为一种非接触性的检查工具被广泛研究并应用于临床，比传统的超声更为准确、快捷[2]。光学相干生物测量仪IOLMaster可检测角膜曲率，同时得到眼轴长度、前房深度、人工晶状体度数等数据，是目前临床应用较多的检测工具。Pentacam作为一种三维眼前节分析诊断系统，通过旋转摄像获得眼前节的三维图像，可定量检测角膜、前房、晶状体等，也得到了广泛的运用[3]。为更加客观地了解两种仪器测量角膜曲率及曲率半径的差异，我们应用Pentacam 和IOLMaster 两种仪器对80只眼进行了角膜曲率和角膜曲率半径的测量比较，为临床合理选择提供一定的参考依据。

1.1 一般资料 受检者为乐山市人民医院眼科实习护士及自愿者，年龄20～24岁，所有受试者经过检查排除屈光不正、严重干眼、角膜病史、眼部手术史及其他眼部器质性病变，双眼裸眼视力≥1.0，自愿同意参加实验。符合条件的受试者共40人，80只眼。

1.2 仪器与测量方法 应用Pentacam三维眼前节分析诊断系统(德国Oculus公司)和IOLMaster光学相干生物测量仪(德国Zeiss公司)对受试者双眼角膜曲率及曲率半径进行测量，每种仪器固定一名医师操作，先右眼后左眼，注意测量前完整的一次眨眼，保持泪膜的均匀涂布。Pentacam检查方法：为避免光线干扰检查在暗室中进行，受检者下颌置于仪器的下颌托上，令受检者注视仪器中的视标，快速对焦后完成360°扫描拍摄25张Scheimpflug图像，完成对最小角膜曲率(K1)、最大角膜曲率(K2)及对应曲率半径的测量。取仪器自动显示OK的检测结果的K1、K2、R1、R2值进行统计。IOLMaster检查方法：在暗室中受检者下颌置于仪器的下颌托上，令受检者注视仪器中的视标，依次对K1、K2、R1、R2进行测量，角膜曲率及对应曲率半径测量3次取平均值。

1.3 统计学方法 计算出平均K值[ K=( K1+K2)/2]，平均R值[R=(R1+R2)/2]，采用SPSS 16.0统计软件进行统计分析，应用配对t检验对两种方法测量的平均K值及平均R值进行比较。运用Pearson相关性分析，比较二者的相关性大小，并计算出两种方法测量配对数据的差值的均值(d)和差值的标准差(Sd)，然后应用Bland-Altman分析评价两种测量方法的一致性[4-7]，P

2.1 两种方法测量的角膜曲曲率K值及平均K值比较 Pentacam与IOLMaster测得的平均K值分别为(43.56±1.68)D与(43.62±1.59)D，两组值比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2 两种方法测量的角膜曲率R值及平均R值比较 Pentacam与IOLMaster测得的平均R值分别为(7.76±0.05) mm和(7.74±0.05) mm，两组值比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.3 Pentacam与IOLMaster对平均角膜曲率及曲率半径测量结果相关系数平方为0.9741及0.9573，结果均显示较高相关性，见图1和图2。

表1 两种方法测量的角膜曲率差异性的比较±s，D)

Table 1 Comparison of the difference of corneal curvature between the two methods

IOLMasterPentacamPK143．21±1．5643．10±1．520．580723K244．04±1．7644．02±1．970．945747(K1+K2)/243．62±1．5943．56±1．680．76

表2 两种方法测量的角膜曲率半径差异性比较±s,mm)

Table 2 Comparison of the difference of radius of curvature between the two methods

IOLMasterPentacamPR17．82±0．057．84±0．050．59R27．67±0．057．77±0．060．84(R1+R2)/27．74±0．057．76±0．050．71

图1 Pentacam与IOLMaster测量角膜曲率相关性比较

Figure 1 The relativity of corneal curvature with Pentacam and IOLMaster

图2 Pentacam与IOLMaster测量角膜曲率半径相关性比较

Figure2 Retation of Pentacam and corneal radius of curvature associated with IOLMaster

2.4 两种方法的一致性评价 由图3可见，6.25 %(5/80)的点在95%的一致性界限以外，在一致性界限范围内，两种测量结果差值的绝对值最大为0.53D(图中实心代表的点)，以常用的Haigis公式计算，角膜曲率相差0.53D，人工晶体度数差距达0.5D，该差距临床是不予接受的。由图4可见，2.5%(2/80) 的点在95%的一致性界限以外，两种测量结果差值的绝对值最大为0.23 mm(图中实心代表的点)，差值平均数为0.014 mm，数值上接近差值均数为0的基准线，但以同样公式计算，角膜半径相差0.23 mm时人工晶体度数差距达近2D，临床更不予以接受。

图3 Pentacam与IOLMaster测量R值的Bland-Altman图

Figure 3 Bland-Altman diagram of R value by Pentacam and IOL Master

图4 Pentacam与IOLMaster测量K值的Bland-Altman图

Figure 4 Bland-Altman diagram of K value by Pentacam and IOL Master

比较Pentacam与IOLMaster测量角膜曲率等指标的相关文献报道逐渐增多，但研究中的受检者多未选择完全健康的双眼，如金海鹰等[8]报道中，受试者为老年人，其无法避免角膜老年环，角膜周边变性及检查时配合度差等因素带来的测量误差。本研究选取的受试者均为健康双眼，年龄20～24岁，有较好的理解能力和较高的配合度，测量前排除了各种眼科疾病，避免或降低了因以上各种因素可能引起的测量误差，结果更具客观性。

IOLMaster是通过仪器的照相机记录投射在角膜前表面以直径为2.3 mm成六角形对称分布的六个光点的反射[9]，测量分析3个方向上相对应的光点，从而计算出环形的表面曲率半径[10]。Pentacam应用裂隙光带旋转测量原理，通过Scheimpflug 摄像机的旋转在2 s 内从0°～180°的角度拍摄25～50张裂隙图像,每张图像显示角膜前后表面的500 个真实的高度点，从而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；且Pentacam测量的为高度数据，与测量方向和参考点的轴位无关，最后由精确的高度数据计算出唯一的角膜曲率值[5]。从原理可看出，IOLMaster只能测量角膜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，且同一位点的角膜曲率会由于测量方向和参考点的轴位不同而异，而Pentacam则反映出全角膜前表面积后表面的曲率等情况。

Pentacam测量角膜曲率用角膜系数是1.3375，而IOLMaster的系数为1.3315，如用曲率作为比较对象，结果会产生系统误差，不具可比性[11]。因此，只有选择角膜曲率半径才具可比性。为进一步证实该结论，本研究分别对角膜曲率及曲率半径的测量结果均进行比较，IOLMaster测量的K值较Pentacam偏高，而R值较Pentacam偏低，但两者结果比较差异均无统计学意义，且二者表现出高相关性。然而两种检查方法在临床上并非随意互换，“差异”的检验并非对“一致”的检验[12-13]。当样本量较大时容易检测出两均数间细小的差别，即使该差异在专业上并没有实际意义。因此，配对t检验作为评价一致性的方法存在明显缺陷[14-15]。本研究运用了Bland-Altman分析方法，该方法的基本思想是计算出两种测量结果的一致性界限，以测量结果的差值是否在临床上可被接受为依据，得出是否具有一致性的结论，在评价一致性方面具有独特的优势[16]。本研究结果显示：IOLMaster与Pentacam测量角膜曲率及曲率半径的一致性均较差。因此从一致性结果表明，两种方法所选取的角膜系数对测量结果确实产生了一定的系统误差，即便二者相关性高，但其一致性差，并非可随意替换，需根据临床需求做出选择。当了解整个角膜曲率或后表面等数据时，如屈光手术术前的相关检查，Pentacam更具优越性。

角膜曲率及曲率半径的检查目前有很多种仪器设备都可以完成，Pentacam与IOLMaster具有非接触性，可重复性且操作简便，避免角膜的损害，检查结果受操作影响很小，同时测量多种眼部参数，因而在临床得到广泛的应用[17]。目前也有新的生物仪器逐渐进入市场，其中Lenstar就是其中之一，由瑞士Haag-Streit公司利用光学低相干反射(OLCR)原理研发的新型生物测量仪，可一次性完成对眼轴长度、前房深度以及角膜曲率的测量，并同时获得角膜缘白到白距离、角膜厚度、晶状体厚度、瞳孔直径、光轴偏心率及黄斑厚度的数据[18]。与IOLMaster不同的是，Lenstar采用较高波长(820 nm)，不需要重新对视轴进行定位调整，避免反复测量，易被患者接受[19]，且该方法是测量投射在角膜前表面2个同心圆(直径分别为1．65 mm和2．3 mm)的32个光点的反射，计算出角膜曲率。从测量的方法看，Lenstar获得角膜前表面更多的数据，两个同心圆保证了测量的稳定性，其准确性可能比IOLMaster要高[20]，但只能测量两点间的平均曲率，不能像Pentacam检查一样反映整个角膜的曲率和形态信息，同一位点的角膜曲率会由于测量方向和参考点的轴位不同而不同。Lenstar具有IOL Master的快速、非接触性、非侵入性等优点，为眼部生物学测量提供了新的选择，但目前较少运用于临床，其相关对比研究较少，需进一步长时间的临床观察。

随着屈光手术及白内障手术的迅速发展，患者对手术的安全性、精确性和准确性要求越来越高。角膜曲率检查是术前非常重要的一个检查项目，我们认为IOLMaster与Pentacam用于角膜曲率及曲率半径检查是可信的，但不可以无条件互相替代。我们要对不同设备间测量结果的差异有充分的认识，应根据不同的临床需求选择合适的检查方法。

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Comparison of Pentacam and IOLMaster in measuring corneal curvature and radius

BIN Li,CHEN Xiaoli,HAO Gengsheng,YANG Jun,LI Bin

(Department of Ophthalmology, Leshan People’s Hospital, Leshan 614000, Sichuan, China)

【Abstract】Objective To explore the differences of corneal curvature and radius determined with Pentacam and IOLMaster. Methods ，The corneal curvature and radius of 80 eyes of 40 subjects were determined with Pentacam and IOLMaster. Paired t test and Pearson correlation analysis were used to analyze the difference of keratometry (K) [ K= (K1+K2)/2]and radius of curvature (R) [R=(R1+R2)/2] between the two methods. Bland-Altman method was used to evaluate the agreement of the two methods. Results The K value of Pentacam and IOLMaster were 43.56±1.68D and 43.62±1.59D for (P>0.05). The radius of curvature of Pentacam and IOLMaster were 7.76±0.05 mm and 7.74±0.05 mm (P>0.05). Squared correlation coefficient was 0.9741 for Pentacam and 0.9573 for IOLMaster. The Bland-Altmann showed that the two modalities had incomparable results for K values and the radius of curvature. Conclusion Pentacam and IOLMaster cannot be interchanged for keratometry and radius of curvature.

【Key words】Pentacam; IOLMaster; Corneal curvature; Radius of curvature

基金项目：四川省卫生和计划生育科研课题(150065)

通讯作者：宾莉,E-mail:binli.1785@qq

【中图分类号】R 770.41

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2017.02.028

(收稿日期：2016-07-12； 编辑： 张文秀、黎仕娟)