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Lumic Lumic：眼科百科
白内障与前节

术前角膜地形图分析

一目了然的要点

Section titled “一目了然的要点”

1. 什么是术前角膜形态分析？

Section titled “1. 什么是术前角膜形态分析？”

术前角膜形态分析是在白内障手术或屈光矫正手术前进行的计算机辅助角膜曲率映射检查。定量评估角膜前表面和后表面的曲率、角膜厚度及前段形态，用于提高眼内透镜度数计算精度、评估散光以及筛查角膜形态异常。

现代白内障手术几乎等同于屈光矫正手术，要获得良好的术后屈光结果，精确的术前测量必不可少。角膜曲率测量是眼内透镜度数计算的主要输入值，其误差据报道占术后屈光误差的22% 1)2)。

历史背景

Section titled “历史背景”

角膜形态分析的历史始于Placido盘角膜镜检查。随后，视频角膜形态分析、Scheimpflug相机和前段OCT等技术革新，使得角膜前后表面的三维评估成为可能。自1956年首次报道伴有屈光矫正的眼内手术以来，随着眼内透镜计算精度的提高，术前地形图的重要性日益增加。

Q 所有病例都需要角膜形态分析吗？
A

白内障手术所有病例都需要基本的角膜曲率测量。此外，当选择散光矫正型或多焦点眼内透镜时，或对于圆锥角膜、屈光矫正手术史的患者，建议进行角膜地形图/断层扫描。

2. 主要症状和临床所见

Section titled “2. 主要症状和临床所见”

自觉症状

Section titled “自觉症状”

术前角膜地形图分析中“目标患者”主诉的症状主要是由基础疾病引起的视力下降、散光症状和畏光。

  • 视力下降和散光：由未矫正的角膜散光或不规则散光引起。需要与白内障鉴别。
  • 畏光和眩光：表现为角膜形态不规则（如圆锥角膜）或干眼症相关的视觉功能下降。
  • 屈光不稳定：常作为术后屈光意外（refractive surprise）显现。

临床所见

Section titled “临床所见”

角膜地形图分析可获得以下信息。

彩色编码图

屈光力图：用颜色显示角膜屈光力。暖色（红）表示陡峭，冷色（蓝）表示平坦。正常角膜呈中央暖色同心圆图案。

散光模式：蝴蝶结形状表示规则散光，其垂直方向为散光轴。地图不对称或局部陡峭提示圆锥角膜。

高度图：用颜色显示与最佳拟合球面的偏差。前表面或后表面的局部隆起（岛状隆起）有助于检测圆锥角膜或屈光手术后角膜膨隆。

定量形态指数

SimK（模拟角膜曲率）：从角膜地形图仪获得的主、副子午线的曲率值。用于人工晶状体度数计算。

SAI和SRI：表示角膜对称性和局部规则性的指数。用于量化不规则散光。

角膜厚度图（角膜测厚）：确定最薄点并确认同心圆图案。最薄点偏心提示圆锥角膜。

指标测量内容主要用途
SimK角膜主经线曲率人工晶状体度数计算
后表面曲率半径角膜后表面形态散光型人工晶状体计算
角膜厚度最薄点及厚度图圆锥角膜诊断

3. 原因与风险因素（影响测量准确性的因素）

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影响角膜形态分析准确性的主要因素如下所示。

  • 干眼（泪膜不稳定）：在基于反射的光学生物测量仪中，泪膜的不稳定性可能增加角膜散光测量的变异性。特别是在高渗透压（≥308 mOsmol/L）眼和泪膜破裂时间缩短（NIKBUT阳性）眼中，Lenstar测量值的变异性显著增加1)。
  • 接触镜导致的角膜变形：长期佩戴硬性接触镜尤其会改变角膜形态。测量前需要停戴一段时间。
  • 设备类型与测量原理：基于反射的设备（Lenstar、IOLMaster等）易受泪膜影响。基于OCT的设备如Anterion和前节OCT受泪膜影响较小，提供更稳定的测量值1)2)。
  • 高龄：有报告称年龄增长独立影响角膜曲率测量值。
Q 干眼会导致术后屈光度偏差增大吗？
A

不一定。有报告称干眼（治疗组和非治疗组）与非干眼组之间的术后绝对误差和散光预测误差无显著差异2)。但部分基于反射的设备测量变异增大，因此需要注意术前测量的可靠性。

4. 诊断与检查方法

Section titled “4. 诊断与检查方法”

设备类型与特点

Section titled “设备类型与特点”

以下是用于术前角膜形态分析的主要设备。

Placido盘型

原理：将环形光投射到角膜上，根据其反射像（Meyer环）的变形计算角膜前泪膜曲率。

代表设备：TMS、Atlas等。

特点：重复性好，但无法评估角膜后表面和角膜厚度。易受泪膜影响。仅覆盖约60%的角膜表面。

Scheimpflug型

原理：利用倾斜摄影原理的Scheimpflug相机获取眼前节断层图像。通过旋转扫描重建三维形态。

代表设备：Pentacam、Pentacam HR、GALILEI。

特点：可同时评估角膜前后表面、角膜厚度和前房深度。略受混浊影响。GALILEI内置Placido环，角膜曲率测量精度高。

眼前节OCT（AS-OCT）：SS-OCT（如CASIA）使用波长1,310 nm的长波长光，可在一幅图像中显示角膜、前房、虹膜、晶状体前表面和房角。不受泪膜影响，即使在角膜混浊或水肿眼中也能进行高精度形态分析。还可应用于光线追踪法（如OKULIX）的IOL度数计算。

复合型生物测量仪：Eyestar（OCT与反射结合）、IOLMaster 700（SS-OCT与反射结合）等最新一代设备集成了多种技术。

临床筛查

Section titled “临床筛查”

圆锥角膜筛查：屈光手术前和白内障手术前最重要的筛查之一。以下模式具有提示意义：

  • 颞下方局部陡峭化（下方陡峭）
  • I/S值（下方-上方屈光力比）> 1.7 D
  • 最大SimK > 48.7 D
  • 双眼最大SimK差值 > 0.5 D
  • 高度图上岛状前突
  • 角膜厚度图上最薄点偏心

后表面曲率评估：后角膜散光与前表面并不总是成比例。在散光型人工晶状体计算中，使用包含后表面曲率的方法（如Barrett Toric公式）可显著减少残余散光。

5. 标准临床应用（在术前评估中的定位）

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白内障手术中的适应证

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在白内障手术中，以下情况角膜地形图/断层扫描尤为重要：

  • 植入散光型人工晶状体时：ESCRS白内障指南推荐，在计划植入散光型IOL时，除常规术前评估外，还应进行角膜地形图和/或断层扫描（GRADE+）。并推荐使用包含后角膜散光和有效晶状体位置的公式（GRADE+）。
  • 多焦点IOL或EDOF IOL候选眼：必须排除不规则散光并评估角膜形态。
  • 屈光手术后眼：手动角膜曲率计不准确，因为它高估了角膜有效屈光力。需要基于地形图的中央角膜（3.0 mm区域）扁平化计算或特殊公式。
  • 合并角膜疾病的眼：内皮营养不良、翼状胬肉或角膜混浊眼的形态评估。

屈光手术中的适应证

Section titled “屈光手术中的适应证”

6. 病理生理学与测量误差机制

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角膜曲率测量与泪膜

Section titled “角膜曲率测量与泪膜”

基于反射的角膜曲率计分析角膜前泪膜的反射图像。泪膜不稳定和高渗透压会导致泪膜表面紊乱，表现为Meyer环图像的扭曲，从而引起测量变异。

Nilsen等人（2024年）在一项针对131例白内障手术预定患者的随机对照试验中报告，根据干眼综合诊断标准（DEWS II体征），角膜曲率测量变异性无显著差异，但高渗透压眼（≥308 mOsmol/L）的Lenstar散光变异性显著更高（p=0.01），NIKBUT阳性眼的Lenstar平均K值超过0.25 D的变异比例显著更高（p=0.048）1)。Anterion和Eyestar未发现类似的显著差异。

基于OCT的设备（如Anterion）直接检测组织后向散射光，因此不依赖泪膜反射，即使在混浊、水肿或不规则形状的角膜上也能保持精度。

对人工晶状体度数计算的影响

Section titled “对人工晶状体度数计算的影响”

角膜曲率测量是人工晶状体度数计算的主要输入值，其误差可占术后屈光误差的22%1)2)。特别是在屈光手术后眼，角膜有效屈光力的高估（角膜曲率指数误差）容易导致近视性屈光意外。

Nilsen等人（2024年）在一项针对131例患者的前瞻性随机对照试验中报告，两周的人工泪液治疗（Thealoz Duo，每日6次）并未显著改善角膜曲率测量变异性或术后屈光预测误差（绝对误差、散光预测误差）2)。使用抗炎药物（环孢素、立非司特等）的其他研究显示出改善，表明可能需要更高级的治疗。

7. 最新研究与未来展望

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术前干眼治疗的优化

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基于DEWS II的诊断标准在白内障手术背景下可能并非最优。以高渗透压或NIKBUT阳性为指标的个体化干眼治疗是否能改善术前测量精度，相关研究正在进行中2)。

有报告称，使用抗炎药物（环孢素0.09%或立非司特）进行28天治疗可改善术前生物测量值并显著减少术后屈光预测误差，提示超越标准人工泪液的治疗干预的有效性。

新一代光学生物测量仪

Section titled “新一代光学生物测量仪”

整合OCT和反射技术的新一代生物测量仪（如Eyestar、IOLMaster 700等）相比传统反射式设备，可能对泪膜不稳定引起的角膜曲率测量波动具有更高的耐受性1)。长期安全性和精度特征正在验证中。

8. 参考文献

Section titled “8. 参考文献”

  1. Nilsen C, Gundersen M, Jensen PG, Gundersen KG, Potvin R, Utheim ØA, et al. The significance of dry eye signs on preoperative keratometry measurements in patients scheduled for cataract surgery. Clin Ophthalmol. 2024;18:151-161.

  2. Nilsen C, Gundersen M, Jensen PG, Gundersen KG, Potvin R, Utheim ØA, et al. Effect of artificial tears on preoperative keratometry and refractive precision in cataract surgery. Clin Ophthalmol. 2024;18:1503-1514.

  3. Shah Z, Hussain I, Borroni D, Khan BS, Wahab S, Mahar PS. Bowman’s layer transplantation in advanced keratoconus; 18-months outcomes. Int Ophthalmol. 2022;42(4):1161-1173. PMID: 34767125.

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