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术前角膜形态分析
一目了然的要点
Section titled “一目了然的要点”1. 术前角膜形态分析概述
Section titled “1. 术前角膜形态分析概述”术前角膜形态分析（Pre-operative Topography）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测绘检查。它定量评估角膜前表面和后表面的曲率、角膜厚度以及眼前节形态，用于提高眼内透镜度数计算的准确性、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效果，精确的术前测量至关重要。角膜曲率测量是眼内透镜度数计算的主要输入值，据报道其误差可占术后屈光误差的22%1)2)。
角膜形态分析的历史始于Placido盘角膜镜检查。随后，技术革新推动了视频角膜形态分析（视频角膜镜）、Scheimpflug相机和眼前节OCT的发展，实现了角膜前后表面的三维评估。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，术前地形图检查的重要性日益增加。
Q
角膜形态分析是否对所有病例都必要？
2. 主要症状与临床所见
Section titled “2. 主要症状与临床所见”术前角膜形态分析的“目标患者”主诉的症状主要包括基础疾病导致的视力下降、散光症状和畏光。
- 视力下降、散光：由未矫正的角膜散光或不规则散光引起。需与白内障鉴别。
- 畏光、眩光：表现为角膜形态不规则（如圆锥角膜）或干眼症相关的视功能下降。
- 屈光不稳定：常表现为术后屈光误差（refractive surprise）。
角膜形态分析可获得以下信息。
定量形态指数
| 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（影响测量精度的因素）
Section titled “3. 原因与风险因素（影响测量精度的因素）”影响角膜形态分析精度的主要因素如下。
- 干眼症（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。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测量值的变异显著增大1)。
- 隐形眼镜导致的角膜变形：特别是长期佩戴硬性隐形眼镜会改变角膜形态。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（如Lenstar、IOLMaster等）易受泪膜影响。基于OCT的Anterion或眼前节OCT不易受泪膜影响，能提供更稳定的测量值1)2)。
- 高龄：有报告称年龄增长会独立影响角膜曲率测量值。
Q
干眼症会导致术后度数偏差增大吗？
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”术前角膜形态分析使用的主要设备如下。
Placido盘型
原理：将环形照明投射到角膜上，根据其反射像（Placido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。易受泪膜层影响。仅覆盖约60%的角膜表面。
Scheimpflug型
原理：采用Scheimpflug相机基于倾斜摄影原理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面、角膜厚度和前房深度。稍受混浊影响。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1310 nm的长波光，可在一幅图像中显示角膜、前房、虹膜、晶状体前表面和房角。不受泪膜层影响，即使在角膜混浊或水肿眼中也能进行高精度形态分析。还可应用于基于光线追踪法（如OKULIX）的人工晶状体度数计算。
复合型生物测量仪：Eyestar（OCT与反射的组合）、IOLMaster700（SS-OCT与反射的组合）等最新一代设备集成了多种技术。
圆锥角膜筛查：是屈光矫正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（inferior steepening）
- I/S值（下方-上方屈光力比）> 1.7 D
- 最大SimK > 48.7 D
- 双眼间最大SimK差 > 0.5 D
- 高度图上岛状前凸
- 角膜厚度图上最薄点偏心
后表面曲率评估：后表面角膜散光与前表面不一定成比例。在计算散光型人工晶状体时，使用包含后表面曲率的方法（如Barrett Toric公式）可显著降低残余散光。
5. 标准应用方法（在术前评估中的定位）
Section titled “5. 标准应用方法（在术前评估中的定位）”白内障手术中的适应证
Section titled “白内障手术中的适应证”- 植入散光型人工晶状体时：除常规术前评估外，还需进行角膜地形图和/或断层扫描。使用包含后表面角膜散光和有效晶状体位置的计算公式也很重要。
- 多焦点人工晶状体或景深延长型人工晶状体候选眼：必须排除不规则散光并评估角膜形态。
- 屈光手术后眼：手动角膜曲率测量会高估角膜有效屈光力，因此不准确。需要基于地形图的计算（反映角膜中央3.0 mm区域的扁平化）或特殊计算公式。
- 合并角膜疾病的眼：评估伴有内皮营养不良、翼状胬肉或角膜混浊的眼部形态。
屈光手术中的适应证
Section titled “屈光手术中的适应证”- 术前筛查：LASIK/PRK前必须排除圆锥角膜、不规则散光和隐形眼镜诱发的角膜变形。潜在圆锥角膜（Forme fruste keratoconus）和早期圆锥角膜是LASIK的禁忌证。
- 术后评估：评估激光照射的均匀性。PRK后30天、LASIK后1周起有用。用于检测和监测术后角膜扩张。
6. 病理生理学·测量误差的机制
Section titled “6. 病理生理学·测量误差的机制”角膜曲率测量与泪液层
Section titled “角膜曲率测量与泪液层”基于反射的角膜曲率计分析角膜前泪液层的反射图像。泪液层不稳定和高渗透压会导致泪液表面紊乱，表现为Meyer环图像的扭曲，从而引起测量波动。
Nilsen等人（2024）对131例白内障手术候选患者进行了一项随机对照试验，发现根据干眼综合诊断标准（DEWS II signs），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），而NIKBUT阳性眼中Lenstar测得的平均K值超过0.25 D的变异比例显著更高（p=0.048）1)。Anterion和Eyestar未观察到类似的显著差异。
基于OCT的设备（如Anterion等）直接检测组织后向散射光，不依赖泪液层的反射，即使在角膜混浊、水肿、形态不规则的情况下也能保持精度。
对眼内透镜度数计算的影响
Section titled “对眼内透镜度数计算的影响”角膜曲率测量是人工晶状体度数计算的主要输入参数，其误差可导致术后屈光误差高达22%1)2)。尤其在屈光手术后，角膜有效屈光力被高估（角膜曲率指数误差）易引起近视化的屈光意外。
Nilsen等人（2024）在一项纳入131例患者的前瞻性随机对照试验中报告，为期2周的人工泪液治疗（Thealoz Duo，每日6次滴眼）未能显著改善角膜曲率测量变异性及术后屈光预测误差（绝对误差和散光预测误差）2)。使用抗炎药物（如环孢素、利非替格拉斯特等）的其他研究显示出改善，提示可能需要更高级别的治疗。
7. 最新研究与未来展望
Section titled “7. 最新研究与未来展望”术前干眼治疗的优化
Section titled “术前干眼治疗的优化”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，相关研究正在推进中2)。
有报告指出，使用抗炎药物（环孢素0.09%和利非特格斯特）进行28天治疗可改善术前生物测量值并显著降低术后屈光预测误差，提示超越标准人工泪液的治疗干预具有有效性。
新一代光学生物测量仪
Section titled “新一代光学生物测量仪”整合了OCT和反射技术的新一代生物测量仪（如Eyestar、IOLMaster700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变异具有更高的耐受性1)。其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”-
Nilsen C, Gundersen M, Graae Jensen P, Gundersen KG, Potvin R, Utheim ØA, et al. The Significance of Dry Eye Signs on Preoperative Keratometry Measurements in Patients Scheduled for Cataract Surgery. Clinical ophthalmology (Auckland, N.Z.). 2024;18:151-161. doi:10.2147/OPTH.S448168. PMID:38259819; PMCID:PMC10800283.
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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. Clinical ophthalmology (Auckland, N.Z.). 2024;18:1503-1514. doi:10.2147/OPTH.S459282. PMID:38827772; PMCID:PMC11143984.
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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.