角膜曲率區(qū)域分布及隨年齡變化趨勢分析

王忠葉 劉秀花 張敏 劉明明 姜雅琴

隨著屈光性白內障手術的發(fā)展，依據角膜特性優(yōu)選人工晶狀體（IOL）逐漸成為研究熱點，對角膜測量的精準程度要求也越來越高[1]。三維眼前節(jié)分析診斷系統(tǒng)Pentacam利用旋轉Scheimpflug攝像系統(tǒng)能同時測量角膜前后表面曲率，還能測量1～8 mm角膜直徑范圍以瞳孔或角膜頂點為中心的環(huán)或者區(qū)域內的角膜曲率[2-3]。臨床工作中，當模擬角膜曲率（Simulated keratometry，Simk）與全角膜屈光力（Total corneal refractive power，TCRP）差異較大時，醫(yī)生在進行IOL選擇時常困惑于角膜曲率的選擇。本研究利用Pentacam探討不同區(qū)域的角膜曲率及隨年齡的變化趨勢，為優(yōu)化IOL的計算，利用全角膜屈光力計算IOL度數(shù)提供理論參考。

1 對象與方法

1.1 對象

納入標準：年齡≥20歲的門診患者。排除標準：①圓錐角膜、角膜帶狀變性、翼狀胬肉、角膜白斑等角膜病史；②角膜炎、干眼癥等眼表疾病史；③隱形眼鏡配戴史、屈光手術史及固視欠佳者。

采用隨機抽樣方法收集2018 年4 月至2019 年10 月就診于濰坊眼科醫(yī)院行Pentacam檢查的門診患者138例（254眼），男79例（148眼），女59例（106眼），年齡20～80歲（44.5±20.6）歲。其中20～39歲51例（102眼）作為A組；40～59歲41例（73眼）作為B組；60歲及以上46例（79眼）作為C組。3組間的性別、眼壓、角膜厚度經比較后差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05），具有可比性。本研究遵循赫爾辛基宣言，經濰坊眼科醫(yī)院倫理委員會審核通過（批號：2021-01-02），所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

所有檢查均由同一醫(yī)師完成。選用德國Oculus公司生產的Pentacam三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)測量患者以瞳孔為中心2、4、6 mm區(qū)域的平均Simk和TCRP值。被檢者于暗室中取坐位，將下頜置于下頜托上，前額緊貼前額條帶，睜大雙眼注視閃爍藍光。檢查者按屏幕提示使用操縱桿進行瞄準，Pentacam三維眼前節(jié)分析系統(tǒng)在2 s內完成360°掃描，并拍攝25 張圖像，取成像質量顯示“OK”的數(shù)值。觀察并記錄不同瞳孔直徑下各組的Simk和TCRP值。

1.3 統(tǒng)計學方法

回顧性系列病例研究。采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計學分析，Simk和TCRP數(shù)據方差齊且符合正態(tài)分布，以表示。以瞳孔為中心2、4、6 mm區(qū)域下組間Simk及TCRP差異比較采用單因素方差分析，若組間有差異再行LSD-t兩兩比較。使用Bland-Altman散點圖描述Simk及TCRP之間的一致性。角膜曲率隨年齡的變化趨勢采用簡單線性回歸分析,不同直徑區(qū)域的Simk與TCRP采用配對樣本t檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 不同區(qū)域的Simk、TCRP比較

以瞳孔為中心2 mm區(qū)域的Simk、TCRP分別為（43.62±1.56）D、（42.75±1.54）D，二者差異有統(tǒng)計學意義（t=6.30，P=0.002）；以瞳孔為中心4 mm區(qū)域的Simk、TCRP分別為（43.58±1.57）D、（42.96±1.56）D,二者差異有統(tǒng)計學意義（t=4.44，P=0.001）；以瞳孔為中心6 mm區(qū)域的Simk、TCRP分別為（43.50±1.60）D、（43.40±1.68）D，二者差異無統(tǒng)計學意義（t=0.74，P=0.379）。Simk與TCRP值在不同瞳孔直徑區(qū)域內的一致性見圖1。

2.2 Simk、TCRP數(shù)值在不同區(qū)域的變化趨勢

Simk在以瞳孔為中心2、4、6 mm區(qū)域內總體差異無統(tǒng)計學意義（F=0.40，P=0.667）。TCRP在以瞳孔為中心2、4、6 mm區(qū)域的差異有統(tǒng)計學意義（F=10.47，P<0.001）,進一步比較發(fā)現(xiàn)6 mm區(qū)域內與2、4 mm區(qū)域內TCRP差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.001、P=0.003)。

2.3 不同區(qū)域的Simk、TCRP數(shù)值隨年齡變化趨勢

以瞳孔為中心2 mm區(qū)域的Simk、TCRP在3組間總體差異均有統(tǒng)計學意義（F=4.66，P=0.010；F=3.87，P=0.022）；進一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)A組與B組、C組的Simk、TCRP差異均有統(tǒng)計學意義（PSimk=0.006、0.022；PTCRP=0.007、0.004），B組和C組的Simk、TCRP差異無統(tǒng)計學意義（P=0.619、P=0.339）。以瞳孔為中心4 mm 區(qū)域的Simk、TCRP在3組間總體差異均有統(tǒng)計學意義（F=6.85，P=0.001；F=6.07，P=0.003）；進一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)A組與B組、C組的Simk、TCRP差異均有統(tǒng)計學意義（PSimk=0.001、0.004；PTCRP=0.001、0.011），B組和C組的Simk、TCRP差異無統(tǒng)計學意（P=0.691、P=0.489）。以瞳孔為中心6 mm區(qū)域的Simk、TCRP數(shù)值在3 組間總體差異均有統(tǒng)計學意義（F=9.91，P<0.001；F=10.15，P<0.001）；進一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)A組與B組、C組的Simk、TCRP差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.001），B組和C組的Simk、TCRP差異無統(tǒng)計學意義（P=0.962、P=0.969）。這提示Simk、TCRP隨年齡增加逐漸變陡峭，40歲以后二者變化差異不明顯。以瞳孔為中心2 mm區(qū)域的Simk隨年齡變化趨勢見圖2。

3 討論

Pentacam測量角膜曲率已被證實具有良好的可重復性和再現(xiàn)性[4-6]。另外，Pentacam也已被越來越多地應用于角膜屈光手術及白內障手術術前角膜曲率的測量[7-8]。

圖1.各直徑區(qū)域Simk與TCRP的Bland-Altman散點圖（254眼）A：2 mm直徑區(qū)域；B：4 mm直徑區(qū)域；C：6 mm直徑區(qū)域Figure 1.Bland-Altman plot of Simk and TCRP in different diameter zones centered on the pupil (254 eyes)A: 2 mm diameter zones;B: 4 mm diameter zones;C: 6 mm diameter zones.Simk,simulated keratometry;TCRP,total corneal refractive power.

Simk是根據1.3375 的折射率和高斯光學定律計算而來[9]，這種計算方法未考慮角膜后表面和不同界面的折射率。由于大部分的IOL計算公式都使用1.3375 的折射指數(shù)，因此Simk可以直接代入常規(guī)的IOL計算公式[10]，但是Simk已無法滿足目前臨床對精準IOL度數(shù)的要求。

TCRP是采用光線追蹤原理計算角膜曲率，同時綜合考慮空氣、角膜、房水的真實屈光指數(shù)，角膜前后表面以及角膜厚度，根據斯涅爾定律計算得出。TCRP考慮了角膜前后表面，因此可以更好地用于角膜散光的矯正及IOL軸位的確定[11-13]。

與以往關于角膜曲率的研究[14-15]不同，本研究旨在分析不同區(qū)域的角膜曲率變化，這更能代表整體的角膜曲率變化。筆者通過比較不同區(qū)域Simk與TCRP的差異分布趨勢發(fā)現(xiàn)，二者在以瞳孔為中心2、4 mm的區(qū)域均有差異，這與其他研究[16-17]的結論一致，提示角膜后表面在評估全角膜中的重要作用，以及在IOL優(yōu)選中要綜合考慮TCRP的重要性。有學者通過比較飛秒激光小切口角膜基質透鏡取出術（SMILE）前后的Simk、角膜真實凈屈光力、TCRP的變化，發(fā)現(xiàn)TCRP是評估角膜曲率及散光最準確的方法[18]。Kern等[19]研究發(fā)現(xiàn)利用TCRP計算IOL度數(shù)能減少散光矯正型IOL術后屈光誤差。盡管TCRP被認為是最準確的角膜曲率測量方法，但目前對TCRP臨床應用的研究仍比較少，該方法仍需要進一步驗證和優(yōu)化。此外，由于大部分的IOL計算公式只適用于Simk，并不適用于光線追蹤原理的TCRP，因此利用TCRP計算IOL度數(shù)的公式仍亟待進一步研究。

本研究分析了2、4、6 mm這3 個不同區(qū)域的角膜曲率，擬模擬不同光線（強光、正常光線、暗光）下的瞳孔大小，同時瞳孔大小本身也存在個體差異，這對角膜屈光矯正手術術前瞳孔大小的測量[20]及IOL度數(shù)計算具有重要意義。Qian等[21]測量擬行SMILE的患者1～8 mm區(qū)域下的Simk及TCRP發(fā)現(xiàn)，TCRP自角膜中央向周邊逐漸增大，這種分布特點正好可以解釋大部分患者的角膜呈正球差，而Simk的分布特點與此相反，與本研究結論保持一致。這是因為Simk只測量角膜前表面，而前表面的中央角膜曲率比周圍更陡峭[22-23]。另外有研究發(fā)現(xiàn)角膜散光值還會影響SMILE的中心定位，影響矯正效果[24]，但該研究只是測量某幾個點上的角膜曲率及散光值。Dong等[3]對3、4 mm區(qū)域以角膜頂點和瞳孔為中心的Simk、角膜凈屈光力、TCRP的分布進行研究發(fā)現(xiàn)，平坦K值在3、4 mm以瞳孔為中心的角膜曲率值均高于以角膜頂點為中心的角膜曲率值，而陡峭K值則相反，而且3 mm區(qū)域角膜曲率值均低于4 mm區(qū)域的角膜曲率值，這對角膜屈光手術以及IOL度數(shù)計算均有指導意義。本研究雖然沒有研究角膜凈屈光力的分布變化，但分析了年齡因素以及瞳孔中心2、4、6 mm區(qū)域的角膜曲率變化。一是考慮到白內障患者越來越年輕化，不同年齡段的角膜曲率變化可以為臨床不同年齡段IOL優(yōu)選提供數(shù)據支持，二是考慮到當今社會人們工作學習近距離用眼的需求、夜間工作強度及頻率的增加，不同瞳孔大小下角膜曲率分布特點應引起重視。

圖2.以瞳孔為中心2 mm區(qū)域Simk隨年齡變化趨勢（254眼）Figure 2.The age-related trend of Simk in 2 mm diameter zones centered on the pupil (254 eyes)Simk,simulated keratometry.

隨年齡增加，角膜的結構和功能均會發(fā)生變化，如角膜由順規(guī)散光向逆規(guī)散光轉變，角膜逐漸變陡峭等[25-28]。本研究發(fā)現(xiàn)Simk、TCRP在20～39歲與40～59歲、60歲及以上年齡段均具有明顯差異，而40～59歲與60歲及以上無差異，提示40歲以后角膜曲率趨于穩(wěn)定?？紫楸蟮萚29]研究50 歲以上中老年人角膜曲率變化發(fā)現(xiàn)，角膜曲率隨年齡無明顯變化，這與本研究結論及國外的研究結果[30-32]基本一致。研究不同年齡段角膜曲率變化對屈光矯正手術及越來越年輕化的白內障患者制定手術計劃具有重要意義，即要意識到患者隨年齡增長，角膜曲率可能會發(fā)生的變化。

全面了解角膜的狀態(tài)，對角膜屈光手術及白內障手術的術前手術規(guī)劃有比較重要的臨床指導意義。但本研究只是探討了以瞳孔為中心的角膜形態(tài)分布，而以角膜頂點為中心的角膜曲率變化以及角膜凈屈光力的變化趨勢仍有待后續(xù)進一步研究證實。

綜上，本研究從角膜整體區(qū)域分布的角度對角膜曲率進行了比較全面的分析，更能反映角膜的真實狀態(tài)。本研究發(fā)現(xiàn)2、4 mm區(qū)域Simk與TCRP值差異有統(tǒng)計學意義，而6 mm區(qū)域Simk與TCRP值差異無統(tǒng)計學意義，Simk與TCRP數(shù)值隨年齡增加逐漸變陡峭，40歲之后趨于穩(wěn)定，這些均應在IOL度數(shù)計算及屈光手術中引起重視，當然在臨床工作中具體采用哪個區(qū)域的Simk或者TCRP值，應根據患者的用眼需求來決定，不能一概而論。

利益沖突申明不存在利益沖突

作者貢獻聲明王忠葉：收集數(shù)據，參與選題、設計及資料的分析和解釋、撰寫論文，根據編輯部的修改意見進行修改。劉秀花、劉明明：收集數(shù)據。張敏：參與選題、設計及資料的分析和解釋。姜雅琴：參與選題、設計和修改論文的結果、結論