掃頻光相干斷層掃描生物測量儀OA-2000的臨床應用研究進展

劉 波，廖 萱，蘭長駿

0引言

隨著科學技術的發展，各種用于眼部生物參數測量的儀器不斷更新和改進，多種測量技術可用于眼部生物參數測量[1]，測量方法已從超聲測量發展到現在的光學生物測量。既往常用的眼用A超會壓迫角膜，測量參數的準確性可能會因人而異，并且接觸浸潤式測量可能導致角膜損傷和感染。1999年Haigis研制的光學相干生物測量儀(intraocular lens-Master，IOL Master)被認為是眼部生物測量的金標準，但對屈光介質明顯混濁及不能固視者，其測得的結果不準確甚或不能測出[2-3]。近來新上市的日本Tomey OA-2000眼部光學生物測量儀是一種基于掃頻光相干斷層掃描成像(swept-source optical coherence tomography，SS-OCT)的新型光學生物測量儀[4]，一次測量可獲得7組測量數據，包括眼軸長度(axial length，AL)、前房深度(anterior chamber depth，ACD)、角膜曲率(keratometry readings，K)、中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)、 瞳孔直徑(pupil diameter，PD)、白到白(white to white，WTW)或角膜直徑(corneal diameter，CD)等參數。這種新技術對于重度混濁白內障患者的眼軸測量具有較大優勢，SS-OCT具有較高的信噪比，表現出優異的圖像質量和組織穿透性，這是提高重度混濁白內障患者的AL檢出率的原因[5-6]。本文就其測量原理及臨床應用進行綜述。

1測量原理

OA-2000采用SS-OCT與Placido盤相結合的測量原理，掃描激光波長為1060nm，掃描速度1000次/s[7]。采用掃頻光源的SS-OCT，輸出波長隨時間高速掃描，光源的波長在快速循環中調諧，成像速度有較大提高[8-9]，提高信噪比，因窄帶波長光源的反射一次性被投影到眼部，提高了圖像質量和組織穿透性[10-11]。OA-2000掃頻光源光學相干斷層掃描成像優于部分相關干涉原理，可自動捕獲測量數據[8]，并且一次測量中連續進行10次掃描，不需要重新調整視軸[12-13]。測量角膜曲率時，采用Placido盤為基礎的角膜地形圖技術，該技術可在5.5mm區域投射到角膜上，有9個環，每個環有256個點，獲得直徑為2.5mm和3mm角膜曲率。

2臨床應用

2.1 OA-2000的重復性和再現性評價重復性和再現性是評價儀器精密度的重要指標。Hua等[12]對OA-2000研究顯示，除PD外，所有參數的變異系數(coefficient of variation，CoV)<1%；除PD和WTW外，組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)>0.97，即除PD和WTW外的測量結果重復性好；除PD外的參數CoV<1%，ICC>0.972，即除PD外OA-2000測量再現性較好。上述結果表明，除PD和WTW外，OA-2000具有高度重復性和再現性。劉波等[14]、Ghaffari等[15]研究結果也顯示OA-2000具有優異的重復性及再現性。Wang等[16]研究眼部參數3次連續測量及單一測量結果發現，在3次連續測量時，除晶狀體厚度(lens thickness, LT)(CoV<2.07%)和ACD(CoV<1.43%)外，余參數ICC>0.94，CoV<0.76%，而再現性中，所有參數ICC>0.925，即3次連續測量的結果表現出優異的重復性及再現性。3次連續測量與單一測量的95%一致性限(limits of agreement，LoA)比較中，前者比后者更窄，3次連續測量比單一測量重復性更好，臨床應用中更推薦使用3次連續測量。Wang等[17]另一項研究指出，95%LoA的寬度是用平均結果而不是每個操作者的1次讀數來減小的，并推薦了平均值用于臨床應用。OA-2000具有優良的重復性及再現性，且平均3次連續讀數在臨床應用中較易重現，建議臨床醫生使用平均3次連續讀數，在此設備測量的基礎上，計算人工晶狀體(intraocular lens，IOL)度數結果良好[18]。K、ACD和AL對于IOL度數選擇尤為重要[19]，不準確的測量分別占術后屈光誤差因素的42%、36%、22%[20]。在臨床應用中，常用的IOL度數計算公式涉及AL、K和ACD，而OA-2000測量AL、K及ACD的重復性及再現性均很好，因此，OA-2000的測量準確性為臨床準確計算IOL度數提供了可能。

2.2 OA-2000與IOL Master的一致性研究OA-2000與IOL Master 500的測量原理不同，后者是基于部分相干光干涉原理(partial coherence interferometry，PCI)，無法測量CCT及LT。Hua等[12]研究表明，OA-2000與IOL Master 500測量AL、ACD、CD、K值的95%LoA分別為0.24mm、0.14mm、0.60mm、<0.50D。AL、ACD和K值的一致性較好，但OA-2000測得的平坦K值(flat keratometry，Kf)、陡峭K值(steep keratometry，Ks)和平均K值(mean keratometry，Km)均比IOL Master 500小，差異無臨床意義，計算IOL度數時不會引起差異。而在Reitblat等[21]研究中，OA-2000、IOL Master 500、Lenstar三種設備測量AL具有很好的一致性(ICC=1.000)，三者測量K值具有高度相關性(ICC=0.998)。這與 Kongsap[13]和Goebels等[22]研究一致，OA-2000、IOL Master 500設備測量AL、ACD、K的相關性較好。華焱軍等[19]研究發現，OA-2000測量的AL、K、WTW均比IOL Master 500所測值小，OA-2000 測量AL比IOL Master 500約小0.07mm，一般1mm的AL測量誤差約導致3.00D的屈光度誤差[23]，0.07mm的差異將導致 0.2D 以內IOL度數計算誤差，這種誤差在臨床上是可以接受的。Guo等[24]比較高度近視與非高度近視患者OA-2000與IOL Master 500的測量結果發現，二者測量AL、K、ACD的結果相似。上述研究結果表明，OA-2000與IOL Master 500測量AL、ACD和K值的一致性好，WTW或CD的一致性差。在計算IOL度數時，AL、ACD、K均為重要參數，故臨床上OA-2000與IOL Master 500在計算IOL度數上無顯著差異。趙于漁等[25]研究OA-2000與IOL Master 700散瞳前后測量眼生物參數結果顯示，AL、Km散瞳前后結果無差異。Huang等[26]研究OA-2000、IOL Master 700、Argos三種SS-OCT設備測量AL的一致性，Bland-Altman一致性分析顯示OA-2000與IOL Master 700、Argos的95%LoA分別為0.06、0.08mm，結果顯示三者測量AL一致性很好。綜上所述，OA-2000與IOL Master 500、IOL Master 700測量AL、ACD、K值一致性較好。

2.3 OA-2000與Lenstar 900一致性研究Lenstar 900是基于光學低相干反射原理(optical low coherence reflectometry，OLCR)的設備。Gao等[4]研究顯示OA-2000和Lenstar 900測量AL有微小差異，平均值為0.01mm，兩設備間最大95%LoA為0.07mm，在臨床上是可以被接受的[27]，根據SRK/T公式，AL的0.08mm誤差將導致0.20～0.34D的誤差，而0.10mm的測量誤差可能相當于眼鏡平面中的0.25～0.30D的誤差。其研究中OA-2000和Lenstar 900測量的CCT分別為523.97±31.59、536.80±32.38μm，這種差異可能是由于兩種邊界確定裝置的算法和分析程序不同造成的。OA-2000和Lenstar 900測量的房水深度(aqueous depth，AD)、ACD、LT值 95%LoA分別為0.01±0.05、0.00±0.05、0.08±0.07mm，這在臨床上是可被接受的，這些較小的差異可能是由于使用相似的光斑進行聚焦，并沿視軸自動測量，從而減少了調節的影響。由于每個人的CCT每天變化高達20μm，每25μm偏差將導致約1mmHg的校正，目前的結果在臨床上是可以接受的，并顯示出較好一致性[28]。Goebels等[22]研究采用OA-2000、IOL Master 500、Lenstar 900測量AL，顯示具有很好的相關性，OA-2000與IOL Master 500、Lenstar 900測量AL差異相當小(分別為平均0.01、0.06mm)，有統計學意義但無臨床意義。對于ACD的測量，OA-2000與Lenstar 900的相關性好，差異為0.08mm，在使用Haigis、Holladay 2、Olsen或Barrett Universal Ⅱ公式計算IOL度數及規劃后房型人工晶狀體(implantable collamer lens，ICL)時，應注意這些差異。上述研究結果表明，OA-2000、IOL Master 500、Lenstar 900測量AL具有較高的相關性。因此，OA-2000與Lenstar 900測量AL、ACD、CCT、K值的一致性較好，兩設備在臨床應用中可相互替代，用于白內障術前規劃。

2.4 OA-2000用于IOL度數的計算OA-2000有較為全面的內置IOL度數計算公式，包括Barrett Universal Ⅱ、Barrett Toric Calculator、Barrett True K、Olsen、Haigis standard、Haigis optimized、Hoffer Q、Holladay Ⅰ、SRK/T、Shammas-PL、Double K、SRK SHOWA、SRK 2。Wang等[16]研究顯示在計算IOL度數方面，使用平均3次連續讀數時，兩名操作者計算的IOL度數ICC>0.998，說明IOL度數計算再現性好，且使用直徑2.5mm處K值計算IOL度數時比3.0mm處95%LoA更寬，因此OA-2000在選擇3.0mm直徑處K值時，兩個操作者之間的一致性更高。使用單一讀數計算IOL度數時，95%LoA更寬，對SRK/T、Hoffer Q和Holladay Ⅰ三種公式采用平均直徑2.5mm和3.0mm兩種方法的95%LoA的寬度與單一度數相比分別降低了45.2%、43.9%、39.3%、44.3%、41.8%、43.2%。基于平均法及基于單一讀數的比較中，前者的3種IOL度數計算公式的ICC(SRK/T、Hoffer Q、Holladay Ⅰ)更高，95%LoA更窄。因此，在計算IOL度數時，平均3次連續讀數在計算IOL度數時再現性較單一讀數時更好。而Reitblat等[21]研究用不同公式對計算出的目標折射的絕對誤差進行了比較，結果表明，在中位絕對誤差范圍內，OA-2000、IOL Master 500、Lenstar 900的預測誤差基本相同，具有較小的誤差(0.00～0.03D，視公式而定)。但三種設備預測的絕對散光誤差無明顯差異，使用Barrett Toric計算公式時，其中OA-2000具有較小的誤差為0.06D(IOL Master 500為0.20D，Lenstar 900為0.16D)，這可能歸因于OA-2000地形圖的每次測量中每個環上具有256個參考點。另有研究發現，用SRK/T公式估算IOL度數，OA-2000與IOL Master產生的IOL度數相似(平均差值為0.32D)，具有較高的相關性(r=0.989)[22]。Savini等[18]研究采用OA-2000測量結果計算IOL度數，發現中位絕對誤差為0.33D(Holladay Ⅰ)、0.35D(SRK/T)、0.34D(Hoffer Q)。Savini等[29]另一項關于超聲生物測量法及光學生物測量法對于評估LT測量的差異對IOL度數計算的影響研究中，采用Olsen公式計算IOL度數，結果顯示用光學生物測量法測量LT會使43.2%～62.5%的患者選擇較低的IOL度數。總之，OA-2000測量眼部生物參數重復性及再現性較好，為計算IOL度數提供了可靠的數據，有助于提高術后視覺效果。

2.5 OA-2000用于測量AL及其檢出率Reitblat等[21]研究表明OA-2000的顯著優勢是對AL的高檢出率，在6465例患者中IOL Master 500不能測量AL的301眼(4.66%)采用OA-2000成功測量出AL者284眼(94.35%)，OA-2000的AL檢出率為99.7%。Kongsap[13]研究中，IOL Master 500不能測量出AL的14眼重度白內障患眼采用OA-2000測出了其中13眼AL。Huang等[26]研究發現IOL Master 700、OA-2000、Argos、IOL Master v5.4的AL檢出率分別為97.08%、97.08%、99.42%、80.70%，結果顯示基于SS-OCT的設備對AL的檢出率均較高，因此，OA-2000對于重度白內障患者的AL具有很高的檢出率。Du等[30]對AL≥26mm的白內障患者的眼生物學測量及預測屈光度進行比較，結果顯示OA-2000與IOL Master 500屈光度預測誤差相似，具有較高的相關性(r=0.909)；且在IOL Master 500不能測量AL的21眼中，OA-2000能測出其中20眼AL。Tamaoki等[31]研究采用三種SS-OCT設備Argos、OA-2000及IOL Master 700測量AL，Argos利用單一折射率測量AL，OA-2000及IOL Master 700利用等效折射率測量AL，結果顯示Argos在AL≥26mm的病例中有比例偏倚和固定偏倚。對于長眼軸患者，用等效折射率設備優化常規IOL度數的計算時，需要考慮用單一折射率設備計算IOL度數容易引起輕微的近視性屈光預測誤差。McAlinden等[8]研究納入377眼白內障患者，采用OA-2000測量AL，377眼(100%)全部檢出，包括核性(LOCS Ⅲ分級至5級)、皮質性(LOCS Ⅲ分級至5.5級)、后囊下白內障(LOCS Ⅲ分級至5.2級)。而IOL Master 500和Aladdin的AL檢出率分別為63.93%和86.47%，Logistic回歸分析顯示，隨著白內障嚴重程度的增加，檢出失敗率較高。因此，OA-2000能夠測量IOL Master 500不能測出的部分重度白內障患者AL，具有較高的檢出率。

3小結

基于SS-OCT原理的光學生物測量儀OA-2000測量的眼部生物參數具有很高的重復性及再現性，與IOL Master 500、IOL Master 700、Lenstar 900測量的多數眼部生物參數顯示出良好的一致性，特別是用于測量AL、ACD和K值等計算IOL度數的重要參數一致性很好。此外，對于晶狀體混濁程度較重的白內障患者，OA-2000在AL的檢出率具有優勢，這也是SS-OCT生物測量儀的最大優勢。