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白内障与前节

术中像差测量

术中像差测量(intraoperative aberrometry, IWA)是一种在白内障手术中测量波前像差,以确认和优化人工晶状体IOL)度数以及调整散光人工晶状体轴向的技术。它作为术前测量和公式计算人工晶状体度数的补充工具,能够在手术室内实时评估无晶状体眼和人工晶状体眼的屈光状态。

人工晶状体度数可在无晶状体眼和人工晶状体眼两种状态下通过术中像差测量进行确认和调整。它也被认为有助于散光人工晶状体的轴向对齐1)。然而,术中像差测量是否总能改善术后效果尚不明确1)

Q 术中像差测量是否必须?
A

对于无并发症的常规白内障手术并非必需。对于有屈光手术史或需要散光矫正的病例尤其有用。建议与术前测量联合使用。

波前是指光线的传播面。在理想的眼睛中,波前会精确地聚焦在视网膜上,但实际眼睛的光学不规则性会导致扭曲。这种扭曲称为像差。

像差分为以下两类。

  • 低阶像差:包括棱镜、球面离焦(近视/远视)和散光。这些可以通过眼镜或隐形眼镜矫正,是临床上最重要的像差。
  • 高阶像差:包括三叶草像差和彗差等。这些由角膜不规则引起,普通眼镜无法矫正。

评估高阶像差需要规定瞳孔直径。4 mm反映明视功能,6 mm反映暗视功能。通常,瞳孔直径从4 mm增加到6 mm时,高阶像差会增加约两倍。球差常与光晕现象相关,彗差常与眩光和星芒现象相关。

波前像差用泽尼克多项式进行数学描述。在金字塔状排列中,重要的低阶像差位于底部,高阶像差位于顶部。结果以均方根(RMS)报告,表示实际波前与理论平面波前之间的平均差异,用一个数值表示。

目前临床上使用的主要术中像差测量设备如下所示。

ORA系统

制造商:爱尔康公司(原WaveTec公司)

测量原理:塔尔博特-莫尔干涉法。通过两个光栅产生的条纹图案分析球镜度数、柱镜度数和散光轴。

特点:采用超发光二极管光源。通过AnalyzOR集成,可比较术前、术中和术后数据。

测量范围:-5至+20 D

HOLOS IntraOp

制造商:Clarity公司

测量原理:高速旋转MEMS镜和四象限探测器。直接测量波前位移的大小。

特点:可实现每秒高达90次的高速测量。

测量范围:-5至+16 D

ORA系统于2012年作为ORange的后续机型推出,改进了光学系统、界面和算法。2014年,Alcon公司收购了WaveTec公司。

作为术中设备基础的波前传感器有多种类型。

  • Hartmann-Shack型:测量速度快,被许多制造商采用。需要注意泪液紊乱和眼睑遮挡。
  • 裂隙扫描型:通过测量屈光度反向计算像差。测量范围广但耗时较长。
  • Tscherning型:直接分析视网膜图像的方法。

使用ORange的早期研究显示,术后球面误差为0.36±0.30 D,效果良好。然而,在无并发症的眼中,术中像差测量是否优于传统计算公式,研究结果尚无定论。对于常规白内障手术中术中像差测量的实用性尚未达成共识。

有LASIK、PRK等屈光手术史的眼在人工晶状体度数计算中面临特殊挑战。

术中像差测量被认为对屈光手术(PRK或LASIK)史眼有用,但在放射状角膜切开术后眼中其效用较低1)

白内障术后行LASIK的眼,达到正视±0.5 D以内的比例不足55%,低于无屈光手术史眼的70%。使用ORA的最新研究显示改善,ORA的绝对误差中位数为0.35 D,67%在±0.5 D以内,94%在±1.0 D以内。

计算方法绝对误差中位数
ORA0.35 D
术者选择0.6 D
Haigis-L0.53 D
Shammas0.51 D

散光人工晶状体需要高精度的轴对齐,因为每10度的轴偏差会导致散光矫正效果损失三分之一。

术中像差测量可在无晶状体状态下提供精确的轴位,并在假晶状体状态下确认对齐。据报道,在术中像差测量引导下放置散光人工晶状体,术后平均残余屈光散光低于0.5 D的可能性提高2.4倍。

屈光手术后眼中进行术中像差测量引导下散光人工晶状体放置的研究中,ORA的平均预测误差为0.43,优于IOLMaster(0.77)和ASCRS计算器(0.61)。估计使用ORA时80%的眼球等效球镜在±0.75 D以内,而仅使用术前测量时仅为53%。

使用ORange进行角膜缘松解切开(LRI)的指南中,报告术后平均残余屈光散光减少了5.7倍。然而,这一趋势在统计学上并不显著。

Q 散光型人工晶状体的轴位偏移有多大影响?
A

每偏移10度轴位,散光矫正效果约损失三分之一。由于精确的轴位对准直接关系到术后视功能,术中像差仪实时确认非常有用。

术中像差仪的测量值受多种变异因素影响。为最大化精度,需要控制这些因素。

  • 开睑器压迫:开睑器对眼球施加压力,改变其形状。通过适当放置可将影响降至最低。
  • 眼压波动:测量前需将眼压恢复到生理范围。前房内的粘弹性物质和灌注液量会影响测量。
  • 角膜基质水合(基质水肿):术中角膜水肿会影响屈光值。
  • 切口引起的变化角膜切口在术中和术后会引起不同的散光
  • 术后即刻与术后差异:术后即刻与术后1周的散光值存在显著差异。
Q 术中测量值与术后屈光度是否一致?
A

术后即刻与术后1周的散光值存在显著差异。原因是切口变化、角膜基质水合及眼压波动等。术中测量值仅供参考,可能与最终屈光度存在一定偏差。

5. 角膜像差测量与人工晶状体选择

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角膜像差测量有助于选择眼内透镜,并可能有助于判断多焦点眼内透镜等高性能透镜的适用性1)

随着年龄增长,晶状体的球差向正方向变化,与角膜的正球差相加,导致对比敏感度下降。非球面眼内透镜可矫正这种球差,改善黄昏和暗处的对比敏感度和视功能1)

评估多焦点眼内透镜植入眼的波前像差时需注意。折射型多焦点眼内透镜因瞳孔屈光度急剧变化,高阶像差值较大。衍射型则因近红外光衍射效率降低,仅显示远焦点部分的结果。

6. 最新研究与未来展望(研究阶段报告)

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以HOLOS IntraOp为代表的新一代设备,利用MEMS镜面技术实现了每秒高达90次的快速测量。测量速度的提升有望提高术中工作流程的效率。

ORA系统集成了AnalyzOR平台,能够对术前、术中和术后的数据进行综合比较和分析。基于积累数据的算法持续改进,有望提高预测精度。

在无并发症的常规白内障手术中,术中像差测量的附加价值仍存在争议。未来需要通过大规模前瞻性研究来验证其实用性。

Q 未来术中像差测量会成为标准吗?
A

屈光手术史眼或使用散光人工晶状体时已广泛应用。在常规白内障手术中的有用性尚未确立,需要进一步积累证据。


  1. American Academy of Ophthalmology. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2022;129(1):P1-P126.

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