眼球生物参数的测量在屈光性白内障手术前评估中至关重要。临床上光学生物测量仪主要有基于部分相干干涉(partialcoherenceinterferometry,PCI)技术的如IOLMaster500、基于光学低相干干涉(opticallow-coherenceinterferometry,OLCI)技术的如Aladdin和基于光学低相干反射(opticallow-coherencereflectometry,OLCR)技术的如LenstarLS900。虽然几类仪器测量眼球生物参数有较高的准确性[1,2,3,4],但目前已进入屈光性手术时代,术前眼球生物参数的测量要求更高。近几年,基于扫频光学相干断层扫描(swept-sourceopticalcoherencetomography,SS-OCT)技术的新型生物测量仪凭借测量速度更快、组织穿透性更好等优点被广泛应用于临床。

OCT是一种非侵入性、高灵敏度、高分辨率的医学成像技术,由最初的时域OCT(timedomainOCT,TDOCT)发展至频域OCT(frequencydomainOCT,FDOCT),SS-OCT作为最新一代FDOCT采用输出波长随时间高速扫描的扫频光源,不需要经过高分辨率光谱仪进行光谱分离,而是直接利用单一光电探测器获取不同波长的干涉信号进而得到干涉光谱,从而实现光谱分析[5]。SS-OCT有更高的扫频速度和输出功率、更宽的扫频范围和线性频率扫描、更窄的瞬时线宽,同时成像速度更快、信噪比更高[6]。目前SS-OCT新型生物测量仪有以下3种:(1)IOLMaster700(CarlZeiss):扫频光源波长1055nm,扫描速度2000次/秒,扫描深度44mm,扫描宽度眼前段为6mm,视网膜为1mm,组织分辨率22μm[7];扫频激光从6个不同方向(0°、30°、60°、90°、120°、150°)进行平面扫描,能可视化测量全眼轴长及观察黄斑凹形态确认固视;采用远心光学技术三环(1.5、2.5、3.5mm直径)18点的测量模式测量角膜曲率;内置有SRK/T、HofferQ、Holladay1、Holladay2、Haigis、Haigis-L、Haigis-T、BarrettUniversalⅡ、BarrettToric、BarrettTrue-K公式,但目前国内IOLMaster700因版本原因暂未置入Barrett公式组;(2)OA-2000(Tomey):扫频光源波长1060nm,扫描速度1000次/秒[8];(3)Argos(Movu):扫频光源波长1060nm,扫描宽度为20nm,扫描速度3000次/秒[9]。

SS-OCT新型生物测量仪测量的眼球生物参数包括眼轴长度(axiallength,AL)、前房深度(anteriorchamberdepth,ACD)、角膜曲率(keratometryreadings,K)、晶状体厚度(lensthickness,LT)、中央角膜厚度(centralcornealthickness,CCT)、白到白的角膜直径(white-to-whitedistance,WTW)、瞳孔直径(pupildiameter,PD)等。目前IOLMaster700在临床上应用较多,现就IOLMaster700在白内障中的临床应用研究进行综述。

1、IOLMaster700在测量健康人眼球生物参数中的应用

1.1IOLMaster700评估健康眼球生物参数的准确性及一致性

仪器测量准确性常用检测的重复性及再现性来评价。重复性(repeatability)指用相同的方法,同一实验材料,在相同的条件下获得的一系列结果之间的一致程度。再现性(reproducibility)指用相同的方法,同一实验材料,在不同的条件下获得的单个结果之间的一致程度。Martinez-Albert等[10]应用IOLMaster700对不同屈光状态的健康人群进行眼球生物参数测量,结果表明近视组、正视组、远视组测量的AL、房水深度(anterioraqueousdepth,AQD)、CCT、LT、WTW、K1和K2均有很好的重复性,与Ferrer-Blasco等[11]重复性结果类似,Sel等[12]和Kiraly等[13]研究也支持该结论。而Garza-Leon等[14]用组内标准差(withinsubjectstandarddeviation,Sw)、组内相关系数(intraclasscorrelationcoefficient,ICC)和变异系数(coefficientofvariation,CoV)等统计指标对45只健康眼生物参数进行再现性评价,结果显示AL、ACD、AQD、Kf、Ks、LT、CCT和WTW参数的CoV为0.3%～1%,ICC高于0.87,均有较高再现性。以上研究表明IOLMaster700测量健康眼球生物参数变异小,有较高重复性及再现性,测量的结果精确可靠。

一致性(agreement)为同一检查者应用不同仪器测量同一参数之间的一致程度。近期对两种SS-OCT生物测量仪的研究表明:IOLMaster700与OA-2000测量健康青年人眼的AL、ACD、Kf、Ks、Km、LT、CCT、WTW、PD参数的差异分别为0.00、0.00mm,0.04、-0.01、0.00D,-0.08mm、17.08μm、0.14、-1.46mm,CCT、WTW、PD差异较大,可能与图像采集光源的变化和虹膜周围边缘检测算法有关,余参数均有较好一致性[15]。LT和CCT是PCI生物测量仪不能提供的,这些指标对人工晶状体度数计算、眼压测量值的校正有帮助,使计算和测量更准确,同时也要注意这两种设备测量的眼球生物参数多数一致性好,少数指标如WTW差异较大,临床上不能互换。

1.2散瞳缩瞳药物和调节对IOLMaster700测量的影响

眼的调节可引起ACD、LT、CCT、WTW等生物参数的变化,其中ACD和LT变化较大。Momeni-Moghaddam等[16]采用IOLMaster700对23～58岁的42例42只透明晶状体眼进行生物参数测量,1%托吡卡胺散瞳前后测量的AL、ACD、LT分别为24.91±1.45、24.91±1.45、3.60±0.32、3.66±0.34、3.76±0.28、3.74±0.28mm,其中AL无明显变化,ACD增加0.06±0.05mm,而LT减少-0.02±0.03mm;进一步按年龄分为大于40岁和小于40岁两组,分析散瞳前后大于40岁组30眼AL、ACD、LT的变化分别为0.00±0.01、0.07±0.03、-0.03±0.02mm,小于40岁组12眼AL、ACD、LT的变化分别为0.00±0.00、0.03±0.08、0.00±0.03mm,较大于40岁组变化小,年龄的变化影响着眼部的调节。Grzybowski等[17]应用IOLMaster700的扫描显像技术检测了18～25岁受检者的8只用4%毛果芸香碱缩瞳继而用10%去氧肾上腺素散瞳眼的生物参数,结果显示AL、ACD、LT、CCT、WTW的平均变化分别为8±21、-145±86、81±54、10±9μm,-0.02±0.15mm,LT的变化与调节幅度密切相关,在调节过程中晶状体位置不变,此结果较Momeni-Moghaddam等测量生物参数的变化更大,分析原因可能与两研究使用不同药物诱导的眼部调节不同且两研究对象年龄差距较大有关。IOLMaster700测量的多个研究均表明在外界给予不同屈光度数的调节状态下ACD减少而LT增加[18,19,20],且ACD和LT的改变呈线性相关[18,19]。以上研究说明应用IOLMaster700可以精确测量调节引起的生物参数的变化,调节对屈光手术术前检查、验配角膜接触镜、计算IOL度数的影响值得关注,临床工作中不能忽视调节对眼球生物参数测量的影响。

2、IOLMaster700在测量白内障眼中的应用

2.1IOLMaster700评估白内障眼球生物参数的准确性及一致性

IOLMaster700和基于OLCI技术的光学生物测量仪ZiemerGalileiG6测量了101只白内障眼AL、ACD、Kf、Ks、Km、LT、CCT、WTW参数,Sw分别为0.005、0.037、0.008、0.018mm,0.098、0.282、0.076、0.202、0.069、0.210D,0.011、0.040mm,1.873、4.148μm,0.110、0.091mm,IOLMaster700测量所有参数重复性较GalileiG6更好,除CCT测量差异较大,两仪器测量其余参数均有较好一致性[21]。另有研究显示IOLMaster700与基于OLCR的LenstarLS900测量白内障患者的AL、ACD、Km、LT、CCT参数有较好重复性[3,22]和一致性[3,22,23,24],但LenstarLS900在测量Km、CCT时组内变异更小[22],可能与受检者个体差异有关。基于PCI技术的IOLMaster500与IOLMaster700测量AL、K、ACD、WTW参数也有较好重复性、再现性和一致性,但IOLMaster700重复性更好[25]。

综上研究结果,IOLMaster700在测量健康人及白内障患者眼球生物参数均有较好的准确性,可为眼后部组织如巩膜半径[26]、脉络膜厚度的测量提供参考;与其它光学生物测量仪进行测量参数比较时,应注意仪器之间测量原理的差异,不可盲目交换使用不同仪器测量的眼球生物参数。

2.2IOLMaster700与其他光学生物测量仪白内障AL检出率比较

白内障手术已由复明手术转变为屈光手术,白内障AL的精确检出在计算IOL度数中至关重要。Huang等[27]分析了171只白内障眼AL测量情况,IOLMaster700、OA-2000和Argos的检出率分别为97.08%、97.08%、99.42%,均较IOLMasterv5.4的80.70%高,且有显著性差异。类似于IOLMaster700、OA-2000和Argos测量622只白内障眼的AL检出率分别为92.6%、96.3%和97.6%[28]。Jung等[21]研究指出IOLMaster700和GalileiG6测量101只白内障眼,AL检出率分别为99.1%、93.1%。同样IOLMaster700与基于OLCI技术的Aladdin检测55只白内障眼,AL检出率分别为100%和96.36%[29]。而IOLMaster700和LenstarLS900测量100只白内障眼,AL检出率分别为96%和79%,后者对后囊下混浊及晶状体混浊较重白内障检出率更低[22]。Arriola-Villalobos等[23]测量80只白内障眼,IOLMaster700的AL检出率为100%,而LenstarLS900因晶状体混浊较重和AL>30mm未检出AL的有10眼,检出率为87.5%。大量研究显示IOLMaster700较IOLMaster500的AL检出率更高[30,31,32,33],IOLMaster700在前后囊混浊及晶状体混浊较重的白内障中AL检出率更优。分析以上研究可知SS-OCT生物测量仪AL的检出率更高,尤其是在前后囊混浊及晶状体混浊严重情况下,可能与扫频光波长更长、在测量过程中衰减较少有关,这可能也会增加某些患有眼底疾病的AL检出率。

2.3IOLMaster700与其他光学生物测量仪白内障术后屈光误差比较

最新研究表明,IOLMaster700评价SRK/T、HofferQ、Holladay2、Haigis和BarrettUniversalⅡ5种公式计算IOL度数准确性,选取TecnisZCB00IOL植入白内障眼,其中仅BarrettUniversalⅡ公式预测术后屈光误差最小[34]。Cheng等[35]选取博士伦MX60IOL研究了Kane、Hill-RBF2.0、BarrettUniversalⅡ、Olsen、Haigis、SRK/T、Holladay1、HofferQ8种公式预测白内障术后屈光误差,其中IOLMaster700较LenstarLS900使用Kane、Olsen、Haigis、HofferQ公式计算的白内障术后屈光绝对误差小,其余几种公式预测误差结果类似,而BarrettUniversalⅡ公式预测术后屈光误差最小。有研究选取TecnisZCB00和AcrysofSA60ATIOL进行度数计算,只有在植入TecnisZCB00IOL时,IOLMaster700与IOLMaster500的Holladay公式计算的术后屈光误差有差异,可能与仪器内部Holladay公式有差异相关,而SRK/T、HofferQ和Haigis公式术后屈光误差无差异[33]。Srivannaboon等[25]选取AcrysofSN60WFIOL带入SRK/T和Haigis公式计算IOL度数,结果显示IOLMaster700与IOLMaster500使用两公式计算IOL度数无差异。以上结果表明计算IOL度数时使用不同仪器以及选取不同IOL和计算公式可能导致术后存在有差异的屈光误差,提醒临床医师选取IOL时需注意该细节,但IOLMaster700生物测量仪的BarrettUniversalⅡ公式计算IOL度数有较好的准确性,可为临床医师提供更精确的IOL度数选择。

2.4IOLMaster700评估晶状体混浊分级

临床常用白内障晶状体混浊分级方法有基于客观判断的双通道客观视觉质量分析仪的OSI值分级以及基于主观判断的LOCSⅢ分级等。IOLMaster700测量生物参数时可获得晶状体二维图像,利用图像软件可对其进行线性密度分析以评估晶状体混浊分级。当晶状体平均密度大于82.9像素单元时诊断白内障有最佳灵敏度和特异性,分别为73.9%和91.2%[36];在图像分析软件升级后,由同一研究者指出当晶状体平均密度达到73.8像素单元时即可诊断白内障,这时有96%的灵敏度和92%的特异性[37],优于之前的研究结果。该测量方法均有较高的重复性和可靠性,与主观判断晶状体分级的LOCSⅢ测量方法之间存在较大偏差,而与客观测量方法如OSI值分级之间有较好一致性[36]。IOLMaster700可客观评估白内障晶状体混浊分级,有助于临床医师判断白内障患者的手术时机及做出相应的日常护理建议。

2.5IOLMaster700检测黄斑病变

部分白内障患者术前存在隐匿性黄斑病变,导致视力恢复差和患者满意度差,特别是在视网膜病变的情况下,黄斑区结构的检测显得尤为重要。IOLMaster700在测量生物参数的同时,能判别1mm宽度的黄斑区结构是否存在异常。Tognetto等[38]研究指出IOLMaster700检测黄斑病变的平均灵敏度为0.81(0.77～0.83),平均特异性为0.84(0.77～0.87),准确性为0.83(0.79～0.85)。而Hirnschall等[39]研究灵敏性适中(0.42～0.68)、特异性较高(0.89～0.98)。虽然IOLMaster700在测量生物参数时能够检测局部黄斑病变,尤其是黄斑裂孔、黄斑前膜和视网膜下积液,但因组织分辨率较专用黄斑OCT低,暂不能代替之[40,41],可作为评估黄斑结构异常的辅助手段。

2.6IOLMaster700预测IOL倾斜

预测术后IOL倾斜有助于评估视觉质量,同时给患者个性化选择非球面和Toric等功能性IOL提供了参考。Hirnschall等[42]分析了IOLMaster700获得的白内障患者术前1wk晶状体和术后2moIOL的B扫描图像,结果显示右眼术后IOL倾斜度较术前晶状体倾斜度平均增加1.5°,左眼平均增加2.6°,左右眼度数差异有统计学意义,术前术后倾斜度之间存在较弱的相关性(R=0.37);而术后IOL倾斜方向较术前晶状体倾斜方向平均增加1°,二者存在较好的相关性(R=0.70)。另一研究指出术后IOL倾斜度较术前晶状体倾斜度平均增加1.2°,术前晶状体倾斜度与方向和术后IOL倾斜度与方向均有较好相关性(R=0.707、0.765),且晶状体倾斜测量的重复性也较好[43],与Hirnschall等研究结果存在差异,可能与受检对象眼部的κ角、α角以及AL不同所引起的IOL倾斜位置不同有关。

2.7IOLMaster700角膜后表面散光的测量

角膜散光的精确测量对于合理选择IOL度数和类型有重要意义。近些年角膜后表面散光纳入IOL度数计算受到关注,有研究指出忽略角膜后表面散光而植入ToricIOL会导致散光欠矫或过矫[44]。LaHood等[45]大样本量研究显示,IOLMaster700测量的角膜后表面平均散光为0.24±0.15D,强屈光轴位于垂直方向占比73.32%,而在白内障手术过程中可通过做垂直方向上的手术切口减少部分垂直方向上散光,这可能使部分医师忽略了角膜后表面散光对术后视力的影响。Srivannaboon等[46]评估了60例行白内障手术患者的术后屈光误差,在考虑IOLMaster700测量的角膜后表面散光情况下,术后屈光误差更小。故提示临床医师在进行屈光性手术前应充分考虑角膜后表面散光,但国内版本IOLMaster700受软件及使用许可的影响,目前暂无法进行角膜后表面散光的测量。

3、小结

基于SS-OCT技术的IOLMaster700测量健康人及白内障患者的眼球生物参数均有较高的重复性和再现性,较既往的光学测量技术的生物测量仪具有更好组织穿透力、扫描速度更快的优点,白内障患者的眼轴长度检出率更好等优势,在屈光性白内障手术中的应用前景广阔。

参考文献：

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彭悦,廖萱,兰长骏.IOLMaster700在白内障中应用的研究进展[J].国际眼科杂志,2021,21(01):80-84.