沈沛陽 丁小虎 何明光 鐘興武 陳海波 邢健強

光學相干生物測量儀Lenstar LS 900與IOLMaster對眼球生物學參數(shù)測量的一致性評價

沈沛陽 丁小虎 何明光 鐘興武 陳海波 邢健強

生物測量；光學低相干反射測量儀；光學相干生物測量儀

目的探討一種最新的光學低相干反射測量儀Lenstar LS 900對于眼球生物測量的準確性，將其測量值與光學相干生物測量儀IOLMaster的測量結果進行比較。方法對照觀察分別由Lenstar LS 900和IOLMaster測量的正常人群眼球的眼軸長度(axial length，AL)、前房深度(anterior chamber depth，ACD)、角膜子午線上下的曲率半徑(CR1、CR2)和白對白角膜直徑(white-to-white distance，WTW)等眼球生物學參數(shù)。結果本研究納入了206個健康的成年個體(206眼)，年齡(26.9±15.6)歲。兩種測量儀對于AL、ACD、CR1、CR2和WTW等測量值的相關程度很高。Lenstar LS 900與IOLMaster的測量結果比較，AL差值(0.014±0.090)mm(P=0.025)，CR1差值(0.006±0.030)mm(P=0.005)，CR2差值(0.020±0.040)mm(P<0.001)，均略長；WTW較短差值(-0.110±0.400)mm(P<0.001)，ACD的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.554)。除WTW一致性界限為-0.89～0.67 mm外，兩種測量儀的測量數(shù)據(jù)具有良好的一致性。結論與IOLMaster相比較，Lenstar LS 900可提供同樣準確、可靠的眼球生物測量數(shù)據(jù)(除WTW外)，并且可提供中央角膜厚度和晶狀體厚度數(shù)據(jù)，因此Lenstar LS 900在屈光手術和白內障手術領域有很好的應用前景，能滿足未來高質量白內障手術的要求。

[眼科新進展，2014，34(6)：560-563]

準確的眼球生物測量對于行屈光手術和白內障手術的患者取得良好的術后屈光效果至關重要。以白內障摘出聯(lián)合人工晶狀體(intraocular lens，IOL)植入術為例，隨著手術技術的不斷進步以及患者對于術后視覺效果的期望不斷提高，術前更精確的測算IOL度數(shù)顯得愈發(fā)重要。IOL度數(shù)測算的準確性取決于術前準確的眼球生物測量，包括眼軸長度(axial length，AL)、角膜屈光力和預測的術后IOL有效位置(effective lens position，ELP)等[1]。相比傳統(tǒng)的超聲生物測量，光學相干生物測量儀使得眼球生物測量的結果更加準確、可靠[2]。很多研究證實IOLMaster相比超聲生物測量，具有更好的準確性(≤ 5 μm)和分辨率(12 μm)，可靠性更佳[3-6]。但IOLMaster不能測量中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)和晶狀體厚度(lens thickness，LT)，而且其測得的前房深度(anterior chamber depth，ACD)是指從角膜上皮面到晶狀體前表面的距離，而非解剖學意義上的ACD[7]。

Lenstar LS 900生物測量儀(Haag-Streit AG，Koeniz，瑞士)是最新一代運用光學低相干反射測量技術(optical low-coherence reflectometry，OLCR)的測量儀。它使用820 nm超輻射發(fā)光二極管(superluminescent diode，SLD)作為光源，通過一次掃描即可同時獲得多種生物學參數(shù)，包括AL、ACD、角膜曲率半徑(corneal radii of curvature，CR)、白對白角膜直徑(white-to-white distance，WTW)、CCT、LT、瞳孔直徑(pupil diameter，PD)和視軸的偏離程度等，對于進行有晶狀體眼IOL植入術、睫狀溝固定型IOL植入術以及應用最新的IOL計算公式，如Olsen和Holladay II公式非常重要[8-9]。目前這種最新的Lenstar LS 900生物測量儀已引進國內，本研究使用Lenstar LS 900測量正常人群的眼球生物學參數(shù)，通過與IOLMaster的測量結果進行比較評價其對于眼球生物參數(shù)測量的準確性和可靠性。

1 資料與方法

1.1一般資料選取2012年8月在中山大學中山眼科中心預防眼科進行眼部常規(guī)檢查的健康人群206人(206眼)，其中男104人(104眼)，女102人(102眼)；年齡7～64(26.9±15.6)歲。患有腦部或眼部疾病以致固視不良者被排除。在詳細解釋本研究的目的后，每位受檢者或其法定監(jiān)護人均簽署了知情同意書。本研究得到了中山大學倫理審查委員會的批準，符合赫爾辛基宣言中的倫理學標準。受檢者均在同一天由同一位檢查醫(yī)生進行IOLMaster和Lenstar LS 900檢查。

1.2評價指標Lenstar LS 900與IOLMaster測量的眼球生物學參數(shù)：AL、ACD、CR(最小屈光力主子午線上角膜曲率半徑CR1和最大屈光力主子午線上角膜曲率半徑CR2)和WTW。為便于與IOLMaster的測量結果進行比較，本研究的Lenstar LS 900 ACD定義為實際測量的解剖學意義上的ACD與CCT之和。

1.3測量方法Lenstar LS 900和IOLMaster檢查均按照儀器操作規(guī)范，由同一名經驗豐富的醫(yī)生在受檢者散瞳前完成。檢查過程中，受檢者被要求直視檢查探頭中的固視點。IOLMaster檢查依次完成AL、CR、ACD和WTW的測量，其中AL、ACD由連續(xù)5次測量的平均值得到，CR要求取3次測量的均值。Lenstar檢查在對焦完成后，一次測量即可完成所有的眼球參數(shù)測量，要求取連續(xù)3次測量結果的均值。

1.4統(tǒng)計學方法受檢者右眼的數(shù)據(jù)被用于代表每位受檢者的眼部參數(shù)，以避免同一個體雙眼數(shù)據(jù)間的相關性影響分析結果。采用Stata 12.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)KS檢驗，所有參數(shù)均符合正態(tài)分布，用均數(shù)±標準差表示。兩種儀器測量結果的比較采用定量資料配對t檢驗；相關程度用組內相關系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)來表示；一致性用Bland-Altman法進行分析[10]。在Bland-Altman圖中，95%的一致性界限(limits of agreements，LoA)(LoA =差異均值±1.96 Sd)范圍越窄、差異均值越接近零，表示兩種測量方法一致性越高，反之亦然。Bland-Altman圖由統(tǒng)計軟件MedCalc for Windows，version 9.5.0.0繪制。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

分別由Lenstar LS 900和IOLMaster測量的眼球生物學參數(shù)：AL、ACD、CR1、CR2和WTW見表1。除ACD(P=0.554)外，兩種測量儀在各個參數(shù)間的差異均有統(tǒng)計學意義(均為P<0.05)。Lenstar LS 900的測量結果中，AL、CR1、CR2均比IOLMaster的測量值大，而WTW小于IOLMaster的測量值。Lenstar LS 900測量的CCT為460～646(543.0±36.7)μm，LT值為3.14～5.04(3.82±0.44)mm。

Lenstar和IOLMaster測量結果的差值和95% LoA見表2。Bland-Altman圖顯示AL、ACD和CR之間的一致性良好，其中CR1的LoA范圍最窄，其次是CR2、ACD和AL(圖1)。

表1 Lenstar LS 900和IOLMaster測量眼球生物學參數(shù)的比較Table 1 Comparison of ocular biometric measurements using Lenstar LS 900 and IOL Master(±s，l/mm)

3 討論

隨著有晶狀體眼IOL植入術等眼內屈光手術的普及、新的IOL計算公式的出現(xiàn)以及患者對于個體化屈光手術的要求，眼球屈光結構參數(shù)的準確測量越來越重要。準確地測量AL、ACD、CR等參數(shù)可使IOL度數(shù)的測算更加精確，術后能取得更佳的視覺效果。目前最新的OLCR測量儀Lenstar通過一次掃描就能沿著視軸方向同時獲得AL、ACD、CCT、LT、WTW、CR等多種參數(shù)，適應了高質量白內障手術的要求。當前被廣泛使用的IOLMaster通過一對780 nm共軸紅外光進行測量，相干距離約為150 μm。而Lenstar是通過820 nm SLD光線進行低相干反射測量，能夠檢測角膜、前房、晶狀體和視網膜等眼部不同組織的反射層面。由于工作光線的光譜寬度較寬(20～30 nm)，相干距離更短(約30 μm)，因而空間分辨率更高，這一特性也是Lenstar的突出優(yōu)勢。最新的研究也已表明Lenstar在進行眼部測量時有著很好的重復性[11]。

Figure 1 Bland-Altman plots showing differences against their mean values for ocular biometric measurements between Lenstar LS 900 and IOL Master.A:Axial length;B:Anterior chamber depth;C:CR1(the greatest corneal radius of curvature);D:CR2(the least corneal radius of curvature).The mean values were represented by dash lines，and the 95% limits of agreements(LoA)were represented by solid lines Lenstar LS 900與IOLMaster測量的眼球生物學參數(shù)的Bland-Altman圖。A示眼軸長度；B示前房深度；C示最小屈光力主子午線上角膜曲率半徑CR1；D示最大屈光力主子午線上角膜曲率半徑CR2。MEAN為兩種測量儀器的差異均值，95% LoA代表95%的一致性界限范圍

表2 Lenstar LS 900和IOLMaster測量眼球生物學參數(shù)的一致性分析Table 2 Agreement of Lenstar LS 900 and IOL Master on ocular biometric measurements(l/mm)

本研究中，Lenstar LS 900和IOLMaster測量的AL相關性極佳，ICC為0.997。圖1顯示Lenstar的測量值比IOLMaster的略大，盡管平均差異僅有0.014 mm，但差異仍有統(tǒng)計學意義(P=0.025)。Holzer等[12]和Buckhurst等[13]的研究也發(fā)現(xiàn)Lenstar LS 900測得的AL測量值略長，較IOLMaster長約0.01 mm，與我們的研究結果相近。Hoffer等[14]認為Lenstar得到的AL值更大可能是由于其在對測量值進行校正時使用了與IOLMaster不同的算法。IOLMaster在測量AL時，為提高與浸浴式超聲生物測量的一致性進行了重新校正，以更接近角膜前表面頂點到內界膜的距離[3]。本研究中兩種儀器AL測量值平均為23.99 mm。由于每0.5 mm的AL測量誤差可導致術后約1.4 D的屈光不正[1]，因而這種差異幅度在臨床上可以接受，AL測量值的一致性良好。

ACD的準確測量在新的IOL計算公式如Holladay II公式，以及可調節(jié)型IOL和有晶狀體眼IOL植入術中非常重要，Olsen[1]的研究表明術后ACD的預測值、AL和CR的測量誤差分別占到了IOL植入術后目標屈光狀態(tài)總體偏差的42%、36%和22%。但能否精確分辨角膜內皮面仍是準確測量ACD的巨大挑戰(zhàn)，IOLMaster是通過偏離視軸30°方向的裂隙光照射得到了眼前段圖像，然后通過軟件進行圖像分析得到ACD值(從角膜上皮面到晶狀體前表面的距離)；而Lenstar則是利用光學生物測量原理，沿視軸方向分別測量角膜上皮面到內皮面的CCT和角膜內皮面到晶狀體前表面的中央ACD。因此Lenstar的ACD測量值更加精確?；趦煞N儀器不同的測量原理，本研究在分析比較ACD結果時，將Lenstar ACD定義為原本測得的解剖學意義上的ACD與CCT之和。本研究中Lenstar和IOLMaster測得的ACD差異為-0.004 mm，95% LoA為-0.17～0.17 mm，兩種測量方法一致性良好。之前的研究顯示Lenstar測得的ACD結果大于IOLMaster(0.05～0.17 mm)[12，14-15]。這可能是由于本研究的納入人群是年輕健康的個體，前房相對較深，視軸與30°方向的深度差異較小，加上兩種儀器的測量誤差，導致本研究的ACD結果差異無統(tǒng)計學意義。本研究進一步證明了Lenstar和IOLMaster對于ACD測量結果的一致性良好。Kriechbaum等[16]的研究表明采用OLCR原理測量ACD優(yōu)于傳統(tǒng)的超聲生物測量，尤其是對于人工晶狀體眼的患者。因而Lenstar在人工晶狀體眼以及白內障的情況下對ACD測量的準確性還需要進一步研究[12]。

Lenstar和IOLMaster均是通過分析一系列發(fā)光二極管在角膜前表面的反射成像來獲得CR的測量值。Lenstar通過對角膜前表面的32個投射光反射點進行分析以測算CR，相比IOLMaster僅分析6個光反射點，理論上其測量結果的準確性和重復性更佳。在這32個光點中，16個分布在直徑為2.30 mm的外環(huán)上，相當于目前廣泛使用的角膜曲率儀標準測量的光學區(qū)。另外16個分布在直徑為1.65 mm的內環(huán)上，這就能為角膜屈光術后患者提供了更加準確的角膜曲率測量。本研究中，兩種測量儀對CR1與CR2測量結果一致性較好。但Lenstar的CR值相比IOLMaster均略大，提示Lenstar測得的角膜面更為平坦，與之前的研究結果相近，仍需進一步研究Lenstar CR測量結果的準確性[12-14]。

WTW是通過圖像分析得到的，Lenstar的測量值小于IOLMaster的結果。相比其他參數(shù)，其一致性也稍差。Bjelos Roncevic等[11]的研究也表明Lenstar對WTW的測量值重復性較差。因此Lenstar對于WTW測量的準確性還需要進一步研究。

通過本研究，我們發(fā)現(xiàn)Lenstar通過一次測量就能同時獲得所需的AL、ACD、CR、WTW、CCT、LT和PD等主要參數(shù)，而IOLMaster則在測量每一種參數(shù)時都需改變測量模式并且不能提供CCT和LT數(shù)據(jù)，因而Lenstar的測量更為快捷，受檢者的依從性更好。Lenstar可測量解剖學意義上的ACD，以及WTW、LT、CCT等參數(shù)，為可調節(jié)型IOL、矯正散光IOL、睫狀溝固定型IOL、有晶狀體眼IOL植入術，以及最新的IOL計算公式的運用提供全面的眼球生物測量數(shù)據(jù)，適應了白內障手術和屈光手術的發(fā)展要求。

本研究對Lenstar進行眼球生物測量的準確性進行分析，結果表明對于健康成年人群，Lenstar能夠提供準確可靠的測量數(shù)據(jù)，而對WTW測量的準確性仍需進一步研究。Lenstar準確全面的眼球生物測量，使其在屈光手術和白內障手術領域有很好的應用前景。今后還應進一步研究采用Lenstar測算IOL度數(shù)的準確性，以及對一些特殊眼部情況，如高度遠視(AL<21.0 mm)、病理性近視(AL>27.0 mm)、無晶狀體眼和硅油填充眼測量的準確性。

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16 Kriechbaum K，F(xiàn)indl O，Kiss B，Sacu S，Petternel V，Drexler W.Comparison of anterior chamber depth measurement methods in phakic and pseudophakic eyes[J].JCataractRefractSurg，2003，29(1):89-94.

date：Jul 25，2013

Comparison of ocular biometry using Lentar LS 900 and IOL Master

SHEN Pei-Yang，DING Xiao-Hu，HE Ming-Guang，ZHONG Xing-Wu，CHEN Hai-Bo，XING Jian-Qiang

biometry;optical low-coherence reflectometry;partial coherence interferometry

Objective To evaluate the ocular biometric measurement using a new optical low-coherence reflectometer(Lenstar LS 900)，and compare the measurements with those obtained from the IOL Master.Methods In this prospective comparative observational study，axial length(AL)，anterior chamber depth(ACD)，radii of corneal curvature(CR1，CR2)and white-to-white distance(WTW)were performed using IOLMaster and Lenstar LS 900 biometer by the same examiner.Results The study evaluated 206 healthy adults(206 eyes)，mean age was(26.9±5.6)years.There was a good correlation for AL，ACD，CR1，CR2and WTW between two devices.The Lenstar measured a slightly longer AL，mean difference was(0.014±0.090)mm(P=0.025)，mean difference of CR1was(0.006±0.030)mm(P=0.005)，mean difference of CR2was(0.020±0.040)mm(P<0.001)，and mean difference of WTW was(-0.110±0.400)mm(P<0.001).The ACD obtained by the two devices was similar(P=0.554).Bland-Altman plots displayed good agreement of all parameters except WTW(limits of agreement was from -0.89 mm to 0.67 mm).Conclusion The Lenstar LS 900 provide precise and valid measurements of all parameters analyzed，which are comparable with those of IOLMaster except WTW.The results，coupled with its availability of central corneal thickness and lens thickness measurements make the Lenstar LS 900 a promising new instrument for ocular biometry prior to cataract and refractive surgery.

沈沛陽，男，1984年1月出生，江蘇人，博士，主治醫(yī)師。主要研究方向：眼底病學和眼科流行病學。聯(lián)系電話：0898-68628485；E-mail：peiyang.shen@gmail.com

AboutSHENPei-Yang:Male，born in January，1984.Doctor degree.Tel:+86-898-68628485；E-mail：peiyang.shen@gmail.com

2013-07-25

570311 海南省海口市，中山大學中山眼科中心海南眼科醫(yī)院(沈沛陽，鐘興武，陳海波，邢健強)；510060 廣東省廣州市，中山大學中山眼科中心，眼科學國家重點實驗室(丁小虎，何明光)

何明光，E-mail：mingguang_he@yahoo.com

沈沛陽，丁小虎，何明光，鐘興武，陳海波，邢健強.光學生物測量儀Lenstar LS 900與IOLMaster對眼球生物學測量的一致性評價[J].眼科新進展，2014，34(6)：560-563.

10.13389/j.cnki.rao.2014.0153

【應用研究】

修回日期：2014-02-12

本文編輯：董建軍

Accepteddate:Feb 12，2014

From theHainanEyeHospital，ZhongshanOphthalmicCenter(SHEN Pei-Yang，ZHONG Xing-Wu，CHEN Hai-Bo，XING Jian-Qiang)，Haikou570311，HainanProvince，China;TheStateKeyLaboratoryofOphthalmology，ZhongshanOphthalmicCenter(DING Xiao-Hu，HE Ming-Guang)，Guangzhou510060，GuangdongProvince，China

Responsibleauthor:HE Ming-Guang，E-mail:mingguang_he@yahoo.com

[RecAdvOphthalmol，2014，34(6):560-563]