角膜後表面散光的測量及臨床意義

本文作者：李盼盼，吳堅，周婧，薛瑩，管懷進

作者單位：226001　江蘇省南通市，南通大學附屬醫院眼科

摘要角膜散光由角膜前表面散光（anterior astigmatism，AA）和角膜後表面散光（posterior astigmatism，PA）組成。據文獻統計，PA在-0.01~-1.10 D範圍內，85.0%~96.1%為逆規散光。隨著年齡的增長，PA總體呈現由逆規向順規漂移的趨勢，AA的趨勢則與之相反。因此，對於青年人，PA使總角膜散光（total astigmatism，TA）減小；對於老年人，PA使TA增大。在臨床上，忽略PA會錯誤估計TA，影響屈光性白內障手術後的視覺質量。本文旨在介紹PA的測量方法及臨床意義，以供眼科醫生在臨床工作中參考。

角膜散光（corneal astigmatism，CA）由角膜前表面散光（anterior astigmatism，AA）和角膜後表面散光（posterior astigmatism，PA）組成。據文獻統計，PA在-0.01~-1.10 D範圍內［1］，85.0%~96.1%為逆規散光。與角膜前表面相比，角膜後表面屈光指數較小（角膜前、後表面屈光指數分別為0.376、-0.040）［2］，同時在裂隙光掃描（scanning-slit）地形圖、Scheimpflug照相技術發展以前，PA很難測量［3］。因此，在臨床應用中PA往往被忽略，從而影響術前對角膜散光的整體評估，導致術後視覺質量的差異。本文旨在介紹PA的測量方法及臨床意義，以供眼科醫生在臨床工作中參考。

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PA的測量方法

角膜散光傳統的測量方法是使用角膜曲率計，通過屈光指數1.337 5及角膜前表面半徑來粗略估計CA［3-4］，這種方法往往無法分析AA和PA。隨著技術的發展，目前有多種儀器能夠較為準確地測量角膜後表面散光，它們運用不同的技術組合測量角膜曲率，以下將分別進行闡述。

1.1　OrbscanOrbscan、Orbscan Ⅱ裂隙掃描角膜地形圖系統是臨床上第1個能夠提供角膜後表面信息的分析系統［5］。採用裂隙掃描技術與Placido盤系統相結合，其光學裂隙掃描裝置分別從左右兩邊發射20條裂隙光以45°角投射並掃描角膜，共獲得40個裂隙切面，其中每個切面可獲得 240個點的數據，最終產生9600個數據點。計算機根據色彩編碼技術製作出角膜前表面高度圖、角膜後表面高度圖、角膜前表面屈光力地形圖及全形膜厚度圖［6］。Meyer 等［7］對Orbscan Ⅱ、Pentacam HR 和 Galilei這3種儀器的可重複性和一致性進行比較，發現Orbscan Ⅱ的可重複性最低。王虎傑等［6］研究發現Orbscan測得角膜前後表面曲率和前後表面高度均顯著高於Pentacam。

1.2　PentacamPentacam、Pentacam HR眼前節綜合分析系統，又稱眼前節全景儀，在臨床上使用最為廣泛。它是第一種採用Scheimpflug成像原理進行旋轉掃描的三維眼前節分析診斷系統［5-6］，其內置的Scheimpflug攝像機可在2 s內掃描獲得共軸的50幅裂隙圖像，每幅圖像包含500點，最終每個層面產生25 000個真實的高度點，由高度推導出角膜曲率和屈光力［5-6，8］。因為其測量值為高度數據，與測量方向和參考點的軸位無關，所以得到的曲率更加精確且可重複性好［9］，但其測量會受到角膜透明度的影響，無法穿透混濁的角膜進行測量。

1.3　SiriusSirius三維眼前節分析儀是基於Scheimplug旋轉相機和Placido環相結合的新型三維眼前節分析儀［10］。其採用22環的Placido環與旋轉Scheimplug相機，從0°~180°旋轉掃描25張圖像和1張Placido環像，獲得2500個有效數據點。前表面曲率由Placido環和Scheimpflug相機聯合獲得，角膜厚度圖、前後表面角膜高度圖通過Scheimpflug相機獲取［11］。有文獻報道，Sirius測量前后角膜曲率半徑有高度的可重複性［10，12-13］，但其測量值與Pentacam比較差異有統計學意義［10］。

1.4　GalileiGalilei Placido-dual Scheimpflu眼前節分析儀由兩個Scheimpflug旋轉攝像系統和一個Placido環組成［14］。其工作原理為兩個Scheimpflug攝像機同時旋轉180°掃描眼球，以避免眼球偏斜引起的測量誤差，可產生122 000個數據點。同時使用Placido環和Scheimpflug相機分析角膜前表面的曲率，用Scheimpflug旋轉攝像系統獲得角膜後表面的數據，用光線追蹤的方法計算總角膜屈光力［15-16］。Menassa等［14］報道其測量重複性好，Koch等［16］認為與Pentacam相比，Galilei會低估PA。總之，Galilei對角膜後表面屈光力的測量準確性尚需進一步探討與證實。

1.5　Visante OmniVisante Omni眼前節分析系統將Placido盤和OCT兩個原理相結合。Placido盤可以精確獲取角膜前表面的數據，結合Visante OCT可以對角膜厚度等進行準確評估，產生7960個數據點，從而獲取角膜後表面的高度和曲率等信息［5，17-18］。Liu等［18］研究顯示Visante Omni在測量角膜曲率、角膜厚度等方面有良好的可重複性。另有研究顯示Visante Omni測量角膜後表面的數據與Pentacam的參數分析有較好的一致性［5］。

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PA的臨床意義

2.1　PA與AACA根據軸向的位置可分為順規散光（with the rule，WTR）、逆規散光（aganist the rule，ATR）及斜軸散光。角膜前表面屈光力為正值，最大屈光力子午線在60°~120°為WTR，最大屈光力子午線在0°~30°或150°~180°為ATR。角膜後表面屈光力為負值，最大屈光力子午線在0°~30°或150°~180°為WTR，最大屈光力子午線在60°~120°為ATR［19-21］。據文獻統計，PA的範圍為-0.01~-1.10 D，其中大部分人群為ATR［1］。AA與年齡密切相關，有研究者通過極坐標值的分析方法發現，AA以每5 a 0.18 D由垂直向水平漂移，而PA以ATR為主，以每5 a 0.022 D的速度由水平向垂直漂移，這表明隨著年齡增加，AA由WTR向ATR有明顯漂移，而後表面的趨勢則相反，且總體變化很小［22］。有文獻報道PA對AA的補償作用為13.4%~31.0%［23-24］，這種補償作用隨年齡增加而逐漸減小［1］。

2.2　PA與總角膜散光總角膜散光（total astigmatism，TA）由AA和PA組成，TA可以通過光線追蹤技術直接測量。對於不具備光線追蹤技術的醫院可以通過前後表面散光度數和軸位計算。計算方法有Holladay-Cravy-Koch法［25］和矢量合計［2，26］，具體如下。

角膜總散光計為C3@A3。A1，A2是軸位（A2>A1），C1、C2是其對應的散光度數。由於矢量計算要求後表面散光大小使用正值，所以使用扁平軸位進行計算。

矢量合計：矢量合計AA和PA，計算TA的軸位及散光。AA的矢量AA→即AA×AAA，AAA為AA陡峭子午線。PA的矢量PA→即PA×APA，APZ是PA的扁平子午線。TA的矢量TA→=AA→×PA→，TA×ATA，ATA為陡峭子午線。

PA大部分為ATR，前表面散光為WTR時，PA使TA減小，前表面散光為ATR時，使TA增大［19］。AA隨年齡增加由WTR向ATR漂移，因此在年輕人群，PA減小TA；在老年人群，PA增加TA［19］。

Eom等［27］使用IOLMaster和Galilei對99人99眼的CA進行研究［年齡（37.9±13.0）歲］，其中IOLMaster測量模擬角膜曲率計散光，Galilei測量AA和TA。結果顯示AA［（1.35±0.77）D］顯著大於TA［（1.21±0.70）D］（P

張蝶念等［2］用模擬角膜曲率計散光（屈光指數1.337 5及角膜前表面曲率半徑計算）和TA（Petacam測量的AA和PA，矢量合計TA）對88人105眼的CA進行研究［年齡（69.14±10.40）歲］，結果顯示模擬角膜曲率計散光［（1.07±0.64）D］顯著小於TA［（1.12±0.65）D］（P=0.02）。

這兩個研究結果與之前的理論推斷（對於青年人，PA減小TA；對於老年人，PA增加TA）一致。

2.3　PA與屈光性白內障手術隨著白內障手術技術的發展和散光型人工晶狀體（Toric intraocular lens，Toric IOL）的問世，目前白內障手術已向屈光性手術發展。白內障術中可聯合在角膜最大屈光力軸向方向設置透明角膜切口、松解性角膜切開或植入Toric IOL等方法矯正散光。因此，準確測量白內障患者術前CA的大小及軸位是術中精確矯正散光的前提，僅用AA或模擬角膜曲率計散光代替TA遠不能滿足當今「精準醫療」的要求，故PA越來越受到重視。

2.3.1　PA與手術源性散光　屈光性白內障手術常利用手術切口誘導的CA，即手術源性散光（surgically induced astigmatism，SIA）矯正術前已存在的CA，一般將切口置於角膜陡峭子午線上或者於該子午線上設置一對透明角膜切口［28］。Nemeth等［20］研究（2.8 mm 透明角膜切口）結果顯示，角膜後表面的SIA為（0.32±0.29）D，其中SIA>0.5 D者佔25%。Cheng等［29］研究（2.75 mm透明角膜切口）發現忽略PA會導致白內障術後SIA顯著偏差，SIA誤差>0.25 D 佔64%，SIA誤差 > 0.5 D佔24%。Loeffler等［30］研究（2.2 mm透明角膜切口，弧形切口深度：80%角膜厚度）中，角膜前表面的SIA為（0.71±0.73）D，角膜後表面的SIA為（0.12±0.07）D，總角膜的SIA為（0.74±0.32）D。弧形切口未穿透角膜後彈力層不影響PA，而透明角膜切口切穿角膜全層，所以在角膜最大屈光力軸方向設置單一或一對透明角膜切口矯正術前已存在的散光時，角膜切口的設置及SIA的計算也應考慮角膜後表面因素。

2.3.2　PA與Toric IOL　Toric IOL是將散光矯正與人工晶狀體的球鏡度數相結合的一種新型屈光性人工晶狀體，通過在線計算器輸入角膜屈光力K1、K2和軸向、切口位置、切口誘導散光值和人工晶狀體球鏡度數，確定Toric IOL的柱鏡度數和軸位［31］。在裂隙光掃描地形圖、Scheimpflug照相技術發展以前計算Toric IOL時未將角膜後表面散光考慮在內，但是在Toric IOL臨床應用中，其軸位與角膜最大屈光力子午線精確重合時才可以獲得最佳的矯正效果。有研究報道植入Toric IOL白內障手術後主覺驗光散光在（-0.72±0.43）~（-1.03±0.79）D之間［32-33］，這表眀忽略PA計算Toric IOL的方法不夠精準。

Reitblat等［34］分別用5種方法計算植入Toric IOL柱鏡度數和軸向，並比較這5種方法的精準性，結果顯示根據前角膜散光計算植入Toric IOL後的殘餘散光（0.47 D）顯著大於其他4種考慮角膜後表面散光計算植入Toric IOL後的殘餘散光。

Zhang等［35］研究顯示分別用角膜曲率計法（IOL Master）和角膜總屈光力法（Galilei dual rotating camera Scheimpflug-Placido tomographer）計算Toric IOL柱鏡度數和軸向，根據角膜曲率計法計算並植入Toric IOL後，WTR中有59%矯正，36%過矯，5%欠矯。ATR中33%矯正，0%過矯，67%欠矯，這種明顯的偏倚在角膜總屈光力法中沒有出現。Koch等［16］提出植入Toric IOL矯正CA，忽略PA會過矯WTR，欠矯ATR。

綜上所述，目前白內障手術已向屈光性手術發展，患者對術後視覺質量的要求越來越高。CA是AA和PA共同組成的，因此在手術同時需要矯正的散光也應該是AA、PA的大小及軸位的矢量和。忽略PA會造成TA的大小及軸位的錯誤估計，從而會影響患者術後視覺質量。因此在屈光性白內障手術中需考慮PA的影響以達到更好的手術效果。

參考文獻略

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