屈光手术后角膜参数的改变及角膜屈光力的计算方法

发布时间：2019-08-24 09:14

【摘要】：第一章Orbscan Ⅱ和Pentacam测量屈光手术前后角膜参数的比较目的：传统的角膜曲率计、角膜镜及角膜地形图仪仅仅能分析角膜前表面的形状和光学质量。最近推出的Orbscan Ⅱ和Pentacam能够同时获得角膜前后表面的信息,提高了人们了解角膜特性的能力。Orbscan Ⅱ眼前节分析仪结合了裂隙扫描技术和Placido盘,是最早的能测量角膜后表面的仪器。基于Orbscan Ⅱ的研究指出：LASIK和PRK术后常规出现微小的角膜前突。但是Orbscan Ⅱ测量角膜后表面的精确性已经被质疑。Pentacam眼前节分析仪使用的是Scheimpflug成像技术,可获得全角膜的前表面、后表面地形图,各点角膜厚度,前房容积,前房任意点深度,自动测量晶体密度。本研究旨在利用Orbscan Ⅱ和Pentacam对正常角膜和角膜屈光手术前后角膜的参数进行测量,分析两种仪器的可靠性,及角膜屈光手术对角膜后表面形态的影响,为这两种仪器在角膜屈光手术的术前筛查、术后随访中的应用提供参考,为手术方式的选择提供依据。方法：本研究的病例来源为2010年2月至4月在我院屈光手术中心就诊的连续病例。正常角膜组病例均在分别检查A超中央角膜厚度,IOLMaster, Orbscan Ⅱ及Pentacam检查,屈光手术组患者在术前及术后17～24周分别进行上述检查。正常角膜组比较Orbscan Ⅱ及Pentacam测量角膜前后表面3mm平均轴向屈光力(Ka-3mm和Kp-3mm、中央轴向屈光力(Ka-central和(Kp-central)、角膜厚度(CT)(两种仪器均选用最薄点角膜厚度)有无统计学差异,研究两者的一致性。由于IOLMaster测量的角膜前表面屈光力Ka-I和A超的角膜厚度测量值CTA也参与分析。屈光手术组术后参数也做上述统计分析。比较屈光手术组后表面3mm平均轴向屈光力(Kp-3mm)、中央轴向屈光力(Kp-central)在手术前后有无统计学差异。两种仪器的测量结果有无差异。后表面屈光力的变化值(ΔKp-3mm-O和ΔKp-central-O)与残余基质层厚度(RBT)有无相关性。本数据采用R-2.14.2分析软件进行数据分析和统计。统计方法主要有：描述性分析,一致性分析,配对t检验,pearson相关分析。结果：正常角膜组共143例286眼,Orbscan Ⅱ及Pentacam的Ka-3mm(47.89±1.37D,48.15±1.49D)、Ka-central(47.76±1.42D,43.16±1.38D), Kp-3mm (-6.42±0.22D,-7.01±0.25D)、Kp-central (-6.33±0.43D,-6.13±0.23D)测量值之间的差异,均有统计学意义。Orbscan Ⅱ及Pentacam测量的Ka-3mm分别与Ka-1(48.14±1.54D)比较,Pentacam测量值与Ka-I相比无统计学差异(t=0.478,p=0.633),而OrbscanⅡ测量值与Ka-I相比存在统计学差异(t=-3.733, p=0.0002)。 Orbscan Ⅱ(550.68±31.21μm)和Pentacam (548.57±30.04μm) CT测量值两者之间无统计学差异(t=1.326,p=0.186)。两者分别与CTA比较,均存在统计学差异。屈光手术组共69例136眼。Orbscan Ⅱ及Pentacam测量术后Ka-3,、Kp-central Kp-3mm、Kp-central的结果,两种仪器各个测量值之间的差异均有统计学意义。Orbscan Ⅱ(t=81.26, p0.001)及Pentacam(t=56.98, p0.001)的post-Ka-3mm测量值与post-Ka-Ⅰ(38.58±1.97D)相比存在统计学差异。术后Orbscan Ⅱ(450.92±50.73μm)与Pentacam (467.36±40.47μm) CT测量值之间存在统计学差异(t=6.76,p0.001)。两者分别与post-CTA比较,post-CTO与post-CTA之间均存在统计学差异,post-CTP与post-CTA之间不存在统计学差异。比较手术前后Kp-3mm和Kp-central,OrbscanⅡ测量值在术后均变小(更负,即更陡峭),而Pentacam测量值无统计学差异。Orbscan II测量的Kp-3mm和Kp-central变化值与RBT存在线性相关,Pentacam测量结果显示：与RBT无线性关系。按照不同手术方式分组后,LASIK组和LASEK组的手术前后Kp-3mm/Kp-central变化量,两组之间无统计学差异。结论： Orbscan Ⅱ和Pentacam测量角膜前表面屈光力准确性高,但两者的结果不能相互替代使用。测量角膜后表面屈光力,在正常角膜中Pentacam测量值较小,即Pentacam测量的正常角膜后表面较陡峭,但在LASIK/LASEK术后则相反。Pentacam并未发现Orbscan Ⅱ得到的屈光手术后后表面前突的结论。从仪器的重复性、再现性和原理考虑,Pentacam测量值可能较为精确。第二章Pentacam对角膜参数及其在角膜屈光手术后变化的研究目的：角膜曲率计、角膜镜和常规的角膜地形图仪,仅能测量前表面的曲率半径,而无法测量角膜后表面,只能根据角膜屈光指数将角膜前表面曲率半径转换为角膜屈光力。使用角膜屈光指数的重要前提是：角膜前、后表面曲率半径之间存在线性关系。在准分子激光屈光性角膜切削术(PRK)、准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)、准分子激光上皮下角膜磨镶术(LASEK)等角膜屈光手术后,这种线性关系发生了改变。这时用角膜曲率计和常规的角膜地形图仪来测量角膜屈光力显然是不准确的。本研究通过Pentacam对角膜前、后表面的参数进行了研究,利用高斯光学公式计算角膜总的屈光力,计算前后表面曲率半径之比AP比,计算角膜屈光指数,探讨角膜的几何形态与屈光特点,建立角膜屈光力的计算方法,并比较上述角膜参数在LASIK/LASEK术后的变化规律。方法：采用Pentacam测量的正常角膜组角膜前后表面中央3mm平均轴向曲率半径(Ra、Rp)、瞳孔中心角膜厚度(CT)的数值分别计算：角膜前后表面曲率半径之比(AP比)、前表面屈光力(Ka)、后表面屈光力(Kp)、根据高斯光学公式计算的角膜总屈光力(KG)、K2(角膜总屈光力中除Ka以外的部分)、角膜屈光指数(Nc)、由标准角膜屈光指数1.3375计算的角膜屈光力测量值(Km)、由矫正的角膜屈光指数1.3278计算的角膜屈光力K1.3278、由K2均值-6.17计算的角膜屈光力K-6.17.分别对以上参数进行正态性检验,计算各参数的平均数、标准差,直线回归分析Ra与Rp的关系。配对样本t检验比较KG与K1.3278的差异并对两者进行直线回归分析,配对样本T检验比较KG与K-6.17的差异并对两者进行直线回归分析。屈光手术组也分别计算出手术前后的各参数,用配对t检验进行比较。比较术后KG与术后K1.3278的差异并对两者进行直线回归分析,比较术后KG与术后K-6.17的差异并对术后KG与术后K-6.17进行直线回归分析。切削深度与术后Nc、术后K2进行直线回归分析。术后KG与术后Km进行直线回归分析。结果：正常角膜组各角膜参数中Rp (6.36±0.22mm)、Kp (-6.29±0.22D)、CT (548.60±30.04μm)、K2(-6.17±0.22D)值呈正态分布,其余各变量均不符合正态分布。AP比的均值为1.228,Nc的均值为1.3278。Ra与Rp呈正相关。KG与K1.3278的均值分别为41.98±1.33D和41.98±1.33D,t=0.09,p=0.928,两者之间不存在统计学差异。建立KG与K1.3278的回归模型,回归方程：KG=1.0161×K1.3278-0.6736,回归系数b=1.016,p0.001,决定系数R2=99.2%。KG与K-6.17均值分别为41.98±1.33和41.98±1.33,t=0.1,p=0.99,两者之间不存在统计学差异。建立KG与K-6.17的回归模型,回归方程：KG=0.8859×K-6.17+4.79,回归系数b=0.88,p0.001。决定系数R2=99.0%。屈光手术组Rp、Kp在手术前后无统计学差异。K2在手术前后分别为-6.16±0.21D和-6.19±0.21D,两者之间存在统计学差异。AP比和Nc手术前后相比较,均存在统计学差异。屈光手术组post-KG与post-K1.3278的均值分别为32.60±2.02D和33.83±1.79D,两者之间存在统计学差异,t=-62.79,p0.001。建立post-KG与post-K1.3278的回归模型,回归方程：post-KG=1.079×post-Ki.3278-3.911,回归系数b=1.079,p0.001,决定系数R2=99.3%。post-KG与Post-K-6.17的均值分别为32.60±2.02D和32.63±2.14D,两者之间不存在统计学差异,t=-1.6005,p=0.11。建立post-KG与post-K-6.17的回归模型,回归方程：post-KG=0.941×post-K-6.17+1.89,回归系数b=0.94,p0.001,决定系数R2=99.29%。切削深度与术后N。存在负相关,与术后K2无线性相关。术后KG与术后Km进行直线回归,post-KG=-5.21×post-Km-0.15,决定系数R2=31%。结论：本研究利用Pentacam测量的角膜前后表面中央3mm平均轴向曲率半径和瞳孔中心角膜厚度,计算得到AP比为1.228。Ra与Rp呈直线相关,且具有较高的相关性(R2=62.9%)且AP比的变异较小,这种前后表面曲率半径的线性关系是薄透镜模型准确计算角膜屈光力的前提。计算出角膜屈光指数为1.3278,低于标准角膜屈光指数1.3375。计算出正常角膜的K2为-6.17±0.22D,符合正态分布,变异较小。由上述结论得到两个角膜屈光力的计算公式：K1.3278=0.971×Km K-6.17=1.114×Km-6.17 利用K1.3278和K-6.17计算公式可以获得较精确的角膜屈光力数值。用于屈光手术后角膜屈光力时,K1.3278的准确性,可能随着切削深度的增加而下降。而K-6.17公式较为准确。第三章角膜屈光力计算方法在人工晶状体度数计算中的应用目的：本研究利用已推导出的角膜屈光力计算公式计算出角膜总屈光力,用于正常角膜眼及角膜屈光手术后的人工晶状体度数计算,并以术后实际的屈光状态作为标准,判断角膜屈光力计算公式的准确性。方法：正常角膜组为2011年7月在我院白内障中心就诊并接受白内障超声乳化联合人工晶状体植入术的连续病例,进行前瞻性研究。共38例49眼。屈光手术组回顾性分析了6例9眼屈光手术后的白内障超声乳化联合人工晶状体植入术。正常角膜组和屈光手术组分别用以下的角膜屈光力计算值来计算人工晶状体度数：(1)直接测量的A超或IOLMaster的角膜曲率Km；(2)K1.3278；(3)K-6.17。采用的人工晶状体度数计算公式为Haigis公式。分别计算各种角膜屈光力计算方法在计算人工晶状体度数时产生的误差,即Km、K1.3278和K-6.17的预测误差和绝对误差。配对样本t检验比较不同屈光力计算方法之间的差异。采用的统计软件为R-2.14.2分析软件。结果：正常角膜组Km、K1.3278和K-6.17的预测误差分别-0.02±0.24D、0.92±0.26D和0.75±0.28D,PE1.3278和PE-6.17之间无统计学差异,PE1.3278与PEm、PE-6.17与PEm之间均存在统计学差异。三种角膜屈光力计算方法的预测误差在±0.50之内的比例分别为93.88%、2.04%和22.22%。三者的绝对误差分别0.02±0.14D、0.92±0.26D和0.75±0.28D,AE1.3278和AE-6.17之间无统计学差异,AE1.3278与AEm,AE-6.17与AEm之间均存在统计学差异。屈光手术组Km、K1.3278和K-6.17的预测误差分别-2.23±0.47D、-1.19±0.46D和-0.60±0.40D,PEm、PE1.3278和PE-6.17之间均存在统计学差异。三种角膜屈光力计算方法的预测误差在±0.50之内的比例分别为0、11.11%和33.33%,预测误差在±1.00之内的比例分别为0、33.3%和88.89%,预测误差在±2.00之内的比例分别为33.3%,100%和100%。三者的绝对误差分别2.23±0.47D、1.19±0.46D和0.61±0.37D,AEm、AE1.3278和AE-6.17之间均存在统计学差异。结论： K1.3278和K-6.17用于正常眼的人工晶状体度数计算,误差明显大于使用原始的角膜屈光力测量值。分析其原因是：所有的人工晶状体度数公式均由实际手术效果发展而来,并针对以往传统角膜屈光力的误差,按照人工晶状体植入术后的实际屈光状态进行了优化。因此,如果不对人工晶状体度数计算公式进行优化,而在正常角膜眼的人工晶状体度数计算中,直接使用矫正的角膜屈光力值将引入新的误差。 K1.3278和k-6.17用于屈光手术后的人工晶状体度数计算,误差明显小于使用原始的角膜屈光力测量值,但仍趋向于低估所需的人工晶状体度数,可能导致术后低度远视。K-6.17公式的预测结果相对较好。角膜屈光手术后的人工晶状体度数计算仍然是一个棘手的问题。不同的角膜屈光力矫正方法,结合不同的人工晶状体度数计算公式,会得到不同的结果。较为现实可行的办法是：利用已知数据用尽可能多的方法来计算,综合评估后再做决定。
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R779.6

【参考文献】