不同角膜形態在Pentacam測量中的差異分析

袁冬青，鐘 華，陳 琴

1. 江蘇省人民醫院眼科（南京 210029）

2. 南京醫科大學第一附屬醫院眼科（南京 210029）

3. 昆明醫科大學第一附屬醫院眼科（昆明 650032）

Pentacam眼前節全景儀是以Scheimpflug攝像原理為基礎，光源為波長475 μm的二極管激光，采用360°旋轉的測量探頭進行眼前段的掃描，通過旋轉攝像，可以得到Scheimpflug圖像，根據測量數據計算分析并模擬眼前節的三維圖像[1-2]。Pentacam不僅可以測量角膜前表面曲率，還可以測量角膜后表面曲率，并通過與最佳擬合球面（best fit sphere，BFS）進行對比，預測角膜擴張情況，是圓錐角膜篩查和早期診斷的重要工具[3-4]。圓錐角膜是一種角膜擴張性病變，通常表現為雙側、非對稱性、進行性角膜擴張，其在Pentacam測量上表現為增強擴張圖（belin/ambrosio enhenced ectasia display, BAD）結果異常[5]。但是BAD結果與較多因素密切相關，其中角膜厚度、角膜曲率和角膜直徑等均被報道可影響結果判讀[6-8]。因此，在實際臨床工作中，經常會遇到一些角膜屈光圖、厚度圖、高度圖數據正常的眼在 Pentacam系統中提示 BAD 異常，且這些眼的角膜其他參數均不符合圓錐角膜的診斷，可能會對臨床醫師篩查可疑圓錐角膜造成較大的困擾。本研究通過收集不同角膜直徑患者相關資料，分析其pentacam各項參數值的變化，觀察不同角膜形態參數對總體正態性偏差（belin/ambrosio enhenced ectasia display-overall deviation of normality，BAD-Do）值的影響，并預測角膜的擴張趨勢，為圓錐角膜早期篩查提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2020年4至9 月在江蘇省人民醫院眼科行角膜屈光手術的近視患者120例（240眼）。納入標準：①患者無其他眼部疾病及全身病史；②近兩年屈光狀態穩定；③最佳矯正視力≥ 1.0，眼壓正常范圍；④軟性隱形眼鏡停戴1周以上或硬性角膜接觸鏡停戴3周以上或塑形鏡停戴3個月以上；⑤術前裂隙燈檢查和特殊檢查均質量可靠。排除標準：①角膜營養不良患者；②有其他器質性眼病史或眼外傷史；③結締組織疾病、 自身免疫性疾病等全身疾病者。本研究得到了江蘇省人民醫院倫理委員會的批準，并遵循赫爾辛基宣言，所有患者均被告知研究的目的和意義，并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

采用Pentacam檢查方法，在暗室、自然瞳孔狀態下完成測量。所有被檢查者的測量必須在睡醒睜眼后大于3 h，且在10:00至17:00完成，以避免生理節律的變化對角膜的影響。檢測儀器采用Pentacam 三維眼前節分析系統（OCULUS，德國）利用單旋轉Scheimpflug原理，以特制的藍色二極管為光源，在不到2 s的時間內旋轉360°，采集25幅Scheimpflug圖像，分析138 000 個真實點的數據，對角膜前表面、后表面、前房及晶狀體進行定量測量。本研究中所有檢測均由同一位操作者完成，連續測量至少3次，并取平均值。

采集的數據包括前表面曲率（the anterior sim Ks，ASK）、后表面曲率（the posterior sim Ks，PSK）、前表面散光（the anterior astigmatism，AAstig）、后表面散光（the posterior astigmatism，PAstig）、中央角膜厚度（the central corneal thickness，CCT）、角膜直徑（white to white，W-W），與BFS比較的角膜前表面差異圖的偏差（Df）、角膜后表面差異圖的偏差（Db）、角膜平均厚度進展的偏差（Dp）、角膜最薄點的厚度偏差（Dt）、Ambrosio關聯厚度參數偏差（Da）和BAD-Do共12項患者角膜形態學參數。

1.3 統計學方法

采用SPSS 17.0 統計軟件包進行數據處理。首先對所采集數據進行正態分布檢驗（Kolmogorov-Smirnov檢驗），P＞0.05 時服從正態分布。參數采用均數和標準差（±SD）表示，組間數據比較采用Kruskal-Wallis H檢驗，兩兩比較采用 LSD法。BAD-Do與 Pentacam參數間的相關性采用Pearson相關分析及線性回歸分析進行數據處理，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

本研究共納入120人（240眼），其中男性65人（54.2%）、女性55人（45.8%），平均年齡為23.4±5.7歲(范圍：18 ～43歲)。根據角膜直徑的大小，將240眼分為A、B、C、D四組[9]（表1），其中角膜直徑≤11.0 mm為A組，共36眼；直徑在11.1 ～11.5 mm為B組，共76眼；直徑在11.6 ～12.0 mm為C組，共82眼；直徑＞12.0 mm為D組，共46眼。其中，A組平均年齡為23.5±5.2歲，B組平均年齡為23.3±4.9歲，C組和D組的平均年齡分別為23.6±6.4歲和23.4±5.5歲。各組在年齡、性別、球鏡度數、柱鏡度數和角膜厚度等方面無統計學差異。

表1 各組近視患者眼角膜形態學參數比較Table 1. Comparison of parameters of corneal morphology of eyes with myopia in each group

2.2 Pentacam測量所得角膜參數

除Dt外，不同角膜直徑組在Pentacam測量所得角膜參數上均存在差異（表2）。通過LSD法進一步兩兩比較結果顯示（圖1），ASK除在C、D組間差異不顯著外，其余不同組間差異均有統計學意義。PSK方面，4組兩兩之間均有差異。AAstig僅A與B組間、C與D組間差異不顯著外，其余不同組間差異均有統計學意義。PAstig方面，C組和A、B、D組均有顯著差異，但其他各組之間差異無統計學意義。Df方面，A 、B組分別與C 、D 組間差異存在統計學意義，但 A組與 B 組，C 組與 D 組之間無顯著差異。Db方面，A組與B、C、D組均存在顯著差異，但其他組之間差異不具有統計學意義。Dp方面，除B、C組間差異不顯著外，其他組間差異均有統計學意義。Da方面，僅A、B組與C組間存在顯著差異，其他組間未見明顯差異。BAD-Do方面，僅A、B組間無統計學差異。

表2 各組近視患者Pentacam參數比較Table 2. Comparison of Pentacam parameters of myopia patients in each group

圖1 Pentacam各參數在不同角膜直徑組間的兩兩比較Figure 1. Pairwise comparison of Pentacam parameters in different corneal diameter groups

2.3 BAD-Do值與Pentacam其他參數間的相關關系

對各組及所有患者的 BAD-Do與角膜形態學參數進行相關分析，結果見圖2。BAD-Do與屈光度數、角膜厚度等參數在統計學上均無相關性（P＞ 0.05），但其與PSK存在低度相關（r=-0.27, P=0.001），與角膜直徑存在弱相關（r=-0.39, P=0.001）。以BAD-Do為因變量，以角膜形態學參數為自變量，建立的多元線性回歸分析模型，采用逐步回歸法進行變量篩選后，獨立影響共線性診斷結果顯示，PSK與BAD-Do有線性回歸關系（ t=-4.399，P＜0.001）。判定系數R2=0.073，調整后判定系數R2=0.069。經逐步擬合，最優回歸方程為=-14.956-2.527X，其中代表BAD-Do，X代表PSK，見表3。

圖2 BAD-Do與角膜形態學參數的相關分析Figure 2. Correlation analysis between BAD-Do and corneal morphological parameters

3 討論

Pentacam檢查是屈光手術術前檢查的重要工具，可精確測量角膜前后表面的曲率和角膜直徑等參數，并通過與BFS進行比較，從而得到準確的角膜后表面高度等各項重要參數。但是，目前Pentacam測量儀是以BFS直徑為8.0 mm為對比的，且BFS的曲率隨著角膜直徑尺寸的擴大而增加[10]。除了屈光四圖以外，Scheimpflug系統還提供了幾種用于擴張檢測的標準化指標，包括BAD。前期有研究發現，中國患者的角膜直徑比白種人患者小，通過Scheimp斷層掃描測量，角膜直徑≤11 mm的占比為9%至13%，角膜直徑為11至12 mm的占比為75%至78%，角膜直徑≥12 mm的占比為9%至16%[11-12]。因此，對于角膜相對較小（如≤11 mm）或較大（如≥ 12 mm）的眼睛，其與BFS（直徑8.0 mm）比較可能會導致BAD結果的異常。因此，比較不同角膜直徑間的BAD，并找到相關影響因素和線性關系是目前亟待解決的問題。本研究采用Pentacam眼前節分析儀測量擬手術的患者角膜形態學參數，并根據測量的角膜直徑進行分組，分析BAD-Do與角膜直徑之間的關系，結果發現，BAD-Do與角膜直徑呈負相關，角膜直徑越小，BAD-Do結果越大，且在不同角膜直徑中，BAD-Do與PSK也存在負相關。

前期有研究發現，BAD是識別圓錐角膜和臨床前期圓錐角膜的最佳Pentacam指標之一[13-15]。但是在臨床實際中，很多患者Pentacam檢查發現BAD可能異常，但通過詳細的臨床檢查和角膜生物力學檢查證實正常，推測角膜直徑的大小和角膜曲率的較大變化可能會影響BAD的檢測結果。本研究發現，在角膜直徑＜11 mm的患者中，其BAD-Do的值較角膜直徑＞11.5 mm組的患者明顯增大，角膜直徑越小的患者，其發生BAD-Do異常的可能性較角膜直徑大的患者更大。因此，將角膜直徑大小作為附加變量納入BAD的計算中，并分析它們的相關關系和角膜直徑在其中的權重是臨床醫生需解決的問題。臨床工作中為了排除小角膜直徑對BAD的影響，同時甄別是否存在亞臨床期圓錐角膜的風險，不僅僅應檢測角膜形態學參數，同時還要對患者進行角膜生物力學的檢查，最大程度的避免可能發生的誤診和漏診。

已知的Pentacam檢查儀中已經導入了亞洲人群的基線數據，且其中BFS是以直徑為8 mm作為正常對照進行計算，但對于小角膜患者，其中央角膜的直徑范圍較8 mm可能偏小，因此，在與BFS進行比較時，其周邊角膜曲率和厚度的變化可能被納入了與BFS的比較范圍內，從而導致計算結果出現偏差。本研究發現，角膜直徑最小組的患者其BAD-Do值最大，且BAD-Do與角膜直徑呈低度負相關，推測可能是由于角膜直徑減小，排除中央3.5 mm后，3.5 ～8.0 mm區域內的有效高度與健康人群有效高度存在偏差，所得結果更傾向于可疑圓錐角膜后表面高度特點，但不能真實客觀反映角膜后表面是否有錐形改變。有研究表明，平均形態的 BFS不能準確描述單一個體的角膜情況，而根據角膜最薄點為中心、直徑3.5 ～8.0 mm區域內的有效高度信息計算得到的增強型后表面高度 BFS效果更佳[16]。這與本研究結果基本一致，出現這種現象的原因可能是由于排除了中央3.5 mm以外的高度數據后8 mm內的高度值在正常角膜中不會對BFS造成影響，但對于圓錐角膜患者或者臨床前期圓錐角膜患者，其中央區域以外的高度數據會顯著影響與BFS比較的結果。

本研究還發現角膜后表面曲率PSK在不同角膜直徑患者組間有明顯差異，表面曲率越高，出現后表面高度異常的可能性越大。此外，研究還發現PSK與BAD-Do值呈弱負相關。在圓錐角膜的排除檢查中，我們特別關注患者角膜后表面高度的變化，其過高是診斷亞臨床期或者頓挫型圓錐角膜的重要依據[17]。對于角膜后表面曲率PSK而言，角膜直徑越小，代表角膜最薄點至角膜周邊的距離越短，角膜中央至角膜周邊的曲率變化越快，因此，PSK在小角膜患者中會顯示出更大的結果。對于BAD-Do而言，PSK的變化可以反映患者角膜后表面高度的變化，PSK越大，角膜后表面高度異常的可能性越高，BAD-Do顯示可疑或異常的風險越大。因此，在Pentacam的結果判讀中，臨床醫師需要考慮PSK對總體結果的影響，而不能單純依據BAD-Do值來判斷患者是否存在可疑圓錐角膜。

本研究也存在一定的局限性。其一，Pentacam檢查提供了多方面多層次的數據信息，其中還包括厚度進展指數（PPI）、Ambrósio的最大相關厚度指數（ARTMax）等，這些數據結果也可能在一定程度上影響結果判讀，因此，在后續的研究中，應納入更多的數據指標，進一步完善角膜形態學參數差異對Pentacam結果的影響；其二，本研究根據角膜直徑的大小直接分組，未予明確角膜直徑大小具體數值與BAD值的相關關系，后續研究應進一步擴大樣本量，將角膜直徑等參數以量化的形式，分析BAD值相關性及其在Pentacam檢查結果判讀中的權重。

綜上所述，角膜直徑的大小與Pentacam檢查中BAD密切相關，且角膜后表面曲率PSK也在一定程度上影響結果的判讀。因此，臨床醫師在評估屈光手術術前Pentacam檢查結果時，除考慮患者屈光度數、角膜厚度和角膜后表面高度等方面以外，仍需進一步關注患者角膜直徑的大小，如BAD值提示異常，需結合全面的眼部臨床檢查和角膜生物力學檢查進行綜合評估，從而有效排除手術禁忌，提高手術的遠期安全性。