光学眼轴长度测量（生物测量仪）

一目了然的要点

该疾病的要点

• 光学眼轴长度测量（光学生物测量）是利用光干涉现象进行的非侵入、非接触的眼部生物测量检查，是白内障术前眼内透镜（IOL）度数计算的必备检查。
• 目前主流是扫频OCT（SS-OCT）设备（IOLMaster 700、ARGOS），具有深度穿透性，可测量高度白内障。
• 主要测量参数包括眼轴长度（AL）、角膜曲率（K值）、前房深度（ACD）、晶状体厚度（LT）和角膜直径（WTW），其中AL是最重要的计算因子。
• 光学测量比A型超声精度更高（AL误差0.01–0.02 mm vs 超声0.1–0.2 mm），且结果不依赖操作者。
• 在严重角膜混浊、成熟白内障或玻璃体混浊的情况下，光学测量可能困难，A型超声可作为替代方法。
• 除IOL度数计算外，还用于青光眼OCT分析的眼轴校正、屈光手术前后评估以及近视进展监测。

1. 什么是光学眼轴长度测量（生物测量仪）？

光学眼轴长度测量（光学生物测量）是利用光干涉现象测量眼轴长度、角膜曲率、前房深度、晶状体厚度等，非侵入性地获取眼部生物测量数据的检查。

大多数设备都配备了扫频源光学相干断层扫描（SS-OCT），可以轻松进行高精度、可重复的测量。主要用途不仅包括IOL度数计算，还包括超长眼轴眼的青光眼OCT分析中的眼轴校正输入值获取、屈光矫正手术前检查、低浓度阿托品近视抑制治疗的随访等。

历史背景

1949年Harold Ridley首次进行IOL植入时，患者产生了约20D的屈光误差。20世纪60年代末，使用聚散度公式进行IOL度数估计，成为现代计算方法的起点¹⁾。20世纪70年代，超声A型法确立，随后采用部分相干干涉法（PCI）的IOLMaster出现，推动了光学测量的标准化。近年来，配备SS-OCT的第三代设备普及，实现了更高的精度。

Q 生物测量测量什么？

A

测量眼轴长度（AL）、角膜屈光力（K值）、前房深度（ACD）、晶状体厚度（LT）、角膜直径（白到白：WTW）。根据这些参数预测有效晶状体位置（ELP），计算所需的IOL度数。某些设备还可以测量中央角膜厚度（CCT）。

2. 测量项目与设备

眼科医生使用角膜曲率计测量患者的角膜曲率，以确定白内障术后所需的IOL度数

Blyth M. Eye specialist Dr. Ahmedu examining a patient with a keratometer. Figure 1. Source ID: Wikimedia Commons / Eye_doctor_examining_Nigerian_patient_with_keratometer.jpg. 2007. License: CC BY-SA 3.0.

眼科医生使用角膜曲率计测量患者的角膜曲率，以确定白内障手术后所需的IOL度数。这与本文“2. 测量项目与设备”部分讨论的角膜曲率（K值）测量相对应。

主要测量参数

参数	缩写	正常值范围	在IOL计算中的意义
眼轴长度	AL	22–25 mm（正视眼平均约24 mm）	最重要。1 mm误差影响约2.5–3 D。
角膜曲率	K值	前表面平均7.5mm（约44D）	第二重要。1D误差几乎1:1反映。
前房深度	ACD	正视眼3~4mm	ELP预测所需
晶状体厚度	LT	约4~5mm	新一代公式的附加变量
角膜直径	WTW	约11~12mm	用于ELP预测和IOL尺寸选择
中央角膜厚度	CCT	约530–550 μm	因设备而异（用于青光眼评估等）

代表机型比较

IOLMaster 700（卡尔蔡司Meditec公司）

测量方式：SS-OCT（波长1050 nm波段）

特点：与白内障手术支持系统“CALLISTO eye”联动。提供散光型IOL和多焦点IOL的居中引导。

优势：对高度白内障和后葡萄膜炎病例的适应性。采用扫频源技术，比上一代PCI可测量更多白内障眼³⁾。

ARGOS（日本爱尔康公司）

测量方式：搭载SS-OCT

特点：与散光轴对齐系统“VERION”联动。实现分段式眼轴长度测量（对各段应用单独屈光指数）。

优势：在长眼和短眼中通过分段式校正有望提高计算精度。VERION联动改善术中散光轴管理。

测量方式的代际比较

• OLCR（第一代）：采用部分相干干涉法（PCI）的IOLMaster 500。测量眼轴长度、K值和前房深度。
• SS-OCT型（第2~3代）：以IOL Master 700和ARGOS为代表。使用波长1050~1310nm的扫频光源激光。穿透性强，可应对前代难以处理的高度白内障病例。

3. 检查技术与测量精度

标准检查步骤

1. 无需散瞳（多数机型可在非散瞳状态下测量）
2. 受检者注视正前方的固视灯。
3. 自动对位（设备自动调整位置）
4. 进行多次测量（通常5~10次），采用标准差（SD）小的优质数据。
5. 测量后，将参考图像（眼前节图像）传输至手术室系统（CALLISTO eye/VERION）。

测量精度

光学式生物测量已被证明比A型超声法具有显著更高的精度和操作者独立性³⁾。

• 光学式AL误差：0.01~0.02mm
• 超声法AL误差：0.1~0.2mm

使用IOLMaster时，应采用信噪比（SNR）≥5的测量值。使用光学式生物测量仪时，应使用光学专用的IOL常数。IOL制造商提供的A常数仅为推荐值，基于术者经验进行优化或利用ULIB数据库（User Group for Laser Interference Biometry）是有益的³⁾。测量并比较双眼眼轴长度有助于早期发现测量误差。

光学测量困难的病例

以下病例因无法获得足够信号，光学测量困难或无法进行。

• 严重的角膜混浊或角膜白斑
• 严重的后囊下白内障（成熟期白内障）
• 后葡萄膜炎或眼内炎（玻璃体混浊）
• 黄斑位于后巩膜葡萄肿倾斜壁上的病例（注意双峰）

这些病例使用A型超声生物测量。ESCRS指南建议，当光学方法不适用于成熟或重度白内障时，应使用超声生物测量¹⁾。

Q 光学生物测量无法测量时怎么办？

A

对于浓密白内障或固视困难的眼，光学测量可能困难。替代方法是A型超声生物测量，推荐使用浸入式方法而非接触式方法，因为压迫误差更小。有报告称，由熟练操作者进行的浸入式A型扫描与光学测量之间无统计学显著差异¹⁾。

4. 光学式与超声式的比较

测量方式的差异

项目	光学式（SS-OCT/PCI）	超声A型（浸入式）	超声A型（接触式）
原理	光干涉（波长1,050～1,310 nm）	声波传播时间测量	声波传播时间测量
接触式	非接触式	非接触式（浸没探头）	接触式（角膜压迫）
眼轴长度误差	0.01～0.02 mm	与光学式相当（熟练者）	0.1～0.2 mm（存在压迫误差）
操作者依赖性	低	中等	高
成熟白内障适用性	困难至不可能	可能	可能
感染风险	无	低（通过消毒处理）	有（接触）

光学测量的优势与局限

优势：

• 非接触、无创、无感染风险
• 精度高，不依赖操作者
• 当黄斑位于后巩膜葡萄肿的倾斜壁上时，光学测量比A型超声更准确，因为它测量的是屈光性眼轴长度³⁾
• 在硅油填充眼中最为准确¹⁾

局限：

• 对整个眼球应用统一的屈光指数（1.3549），在高度近视眼中容易高估眼轴长度
• 在眼轴长度超过25mm的眼中，高估可能导致公式出现趋势误差（考虑Wang-Koch校正）³⁾
• 严重混浊眼无法测量

A型超声的声速设置

在超声法中，介质的声速直接影响测量精度。

• 晶状体和角膜：约1,641 m/s
• 房水和玻璃体：1,532 m/s
• 正常有晶状体眼平均值：1,555 m/s

接触式（压平式）会压迫角膜，导致眼轴长度人为缩短。浸没式探头不直接接触角膜，可避免压迫误差，但需要控制对准。有报告称，熟练操作者的浸没式与光学式无统计学显著差异¹⁾。

5. 在IOL度数计算中的应用

计算公式的选择

IOL度数计算公式经过多代发展，目前Barrett Universal II、Kane、Hill-RBF等新一代公式显示出较高的预测精度。各公式的主要特点如下³⁾。

公式分类	代表公式	附加变量	适应症
第三代（旧一代）	SRK/T、Holladay I、Hoffer Q	无/ACD	正常眼（目前推荐新一代）
第四代	Barrett Universal II、Haigis	ACD、LT、WTW	全眼轴长度范围表现良好
AI/回归复合	Kane、Hill-RBF、Pearl-DGS	ACD、LT、WTW	尤其在异常眼轴长度眼中精度提高

旧一代回归公式（SRK-II、SRK、Binkhorst等）已不再推荐使用⁵⁾。新一代公式（如Barrett Universal II）据报道在异常眼轴长度眼中精度有所提高⁴⁾。

特殊眼的处理

屈光矫正术后眼：由于角膜前后表面曲率比发生变化，常规公式会产生系统性误差。需要使用专用计算方法，如ASCRS在线计算器、Barrett True-K公式、Haigis-L公式等¹⁾。

散光矫正型IOL：适应症为角膜散光顺规≥2.0 D、逆规≥1.5 D。推荐使用Haigis-T公式、Barrett Toric公式或Kane Toric公式³⁾。

硅油填充眼：光学生物测量最为准确。由于硅油起到负透镜作用，IOL度数需调整3-5 D¹⁾。

Q 为什么接受过屈光手术的眼睛进行白内障手术时IOL计算困难？

A

屈光手术（LASIK、PRK、RK）改变了角膜前后表面的曲率比。角膜曲率计仅根据前表面曲率估算后表面，因此术后眼会高估角膜屈光力。此外，许多IOL计算公式根据眼轴长度和角膜屈光力预测ELP，但屈光手术后这种关系发生变化，导致公式产生误差。建议使用专用计算方法（如ASCRS在线计算器）¹⁾。

6. 测量原理的详细说明

SS-OCT方式的原理

SS-OCT（扫频源光学相干断层扫描）基于以下原理高精度测量眼内各界面。

1. 光源：使用波长1,050～1,310 nm的扫频源激光
2. 干涉：眼内各界面（角膜前后面、晶状体前后面、视网膜）的反射光与参考光发生干涉
3. 计算：通过傅里叶变换高精度计算各界面的深度
4. 输出：同时获取眼轴长度、ACD、LT、AL等参数

PCI（部分相干干涉测量法）

这是IOLMaster 500采用的第一代光学测量原理。利用双光束干涉模式测量眼轴长度。与SS-OCT相比，穿透性较低，在高度白内障眼中容易无法测量。

分段式眼轴长度测量（ARGOS）

传统光学方法对整个眼睛应用统一的折射率，因此在高度近视眼（AL≥25 mm）中容易产生高估。ARGOS实施的“分段式眼轴长度测量”对每个分段（房水、晶状体、玻璃体）应用单独的折射率。在长眼中，显示值比传统方法小约0.50 mm，许多计算公式报告MAE（平均绝对误差）有所改善。然而，该方法的证据仍在积累中，有待未来的临床研究。

提高检查准确性的要点

如果无法使用光学生物测量仪，浸入式A超是次优选择。通过测量和比较双眼的眼轴长度，可以早期发现测量误差。对于高端IOL（多焦点、散光矫正），术后屈光误差直接影响患者满意度，因此需要特别精确的测量。

7. 最新研究与未来展望

给患者：请务必阅读

以下内容目前处于研究阶段或临床试验中，并非一般医院可接受的常规治疗。这是供专家参考的关于未来医疗发展的信息。

基于AI的计算公式的进展

Hill-RBF法（人工智能模式识别）、Kane公式、Pearl-DGS公式等基于AI的计算公式显示出更高的准确性⁴⁾。Suzuki等人（2025年）对80只眼轴长度≥30.0mm的极端轴性近视眼进行了回顾性评估，报告称Kane公式和Hill-RBF公式的平均绝对误差（MAE）显著低于传统的SRK/T公式⁷⁾。

±0.5D以内的比例：SRK/T为26.3%，Barrett Universal II为45.0%，Hill-RBF为55.0%，Kane为65.0%。在眼轴长度≥32mm的亚组中，Hill-RBF的MAE为0.49D，Kane的MAE为0.44D，效果最佳⁷⁾。

光线追踪法的发展

基于眼前节OCT数据的光线追踪（Anterion-OKULIX）在近视LVC术后眼中，与Barrett True K无病史公式相比，算术预测误差显著更低（−0.13D vs −0.32D）⁶⁾。由于直接利用角膜全表面形状数据，在屈光矫正术后眼的应用中具有理论优势。

术中像差测量

使用Optiwave折射分析仪等设备进行术中波前像差测量，作为术前生物测量的补充手段受到关注。有报告称，在成人常规白内障手术中，其术后效果与传统的生物测量相当，并可能实现术中屈光误差的校正²⁾。

在近视进展监测中的应用

低浓度阿托品滴眼液和角膜塑形镜等近视控制治疗的效果评估中，应用光学生物测量仪定期测量眼轴长度。每6个月至1年监测一次眼轴长度，可以客观评估治疗效果。具体的测量间隔和阈值有待未来指南的制定。

8. 参考文献

1. ESCRS Clinical Guidelines. Cataract Surgery Guidelines. European Society of Cataract and Refractive Surgeons; 2023.
2. Rathod A, Khokhar S, Rani D. Pediatric intraocular lens power calculation: Factors and considerations. Indian J Ophthalmol. 2025;73:312-319.
3. American Academy of Ophthalmology. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. San Francisco: AAO; 2021.
4. Abbondanza M, Stifani G, Abbondanza D, Leuzzi M. Artificial intelligence applications and cataract surgery. J Clin Med. 2022;11:3899.
5. European Society of Cataract and Refractive Surgeons. ESCRS Clinical Guidelines for Cataract Surgery. 2024. Available at: https://www.escrs.org/
6. Wang L, Koch DD. Intraocular lens power calculations in eyes with previous corneal refractive surgery: review. In: ESCRS Guidelines on Prevention, Investigation, and Management of Post-operative Endophthalmitis and Cataract Surgery. 2024. (ESCRS Cataract Guideline, Section 6.3)
7. Suzuki Y, Kamoi K, Uramoto K, Ohno-Matsui K. Artificial intelligence driven intraocular lens power calculation in extreme axial myopia. Sci Rep. 2025;15:36921.