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Lumic Lumic：眼科百科
白內障與前節

術前角膜地形圖分析

一目了然的要點

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1. 什麼是術前角膜形狀分析？

Section titled “1. 什麼是術前角膜形狀分析？”

術前角膜形狀分析是在白內障手術或屈光矯正手術前進行的電腦輔助角膜曲率映射檢查。定量評估角膜前表面和後表面的曲率、角膜厚度及前段形狀，用於提高眼內透鏡度數計算精度、評估散光以及篩查角膜形狀異常。

現代白內障手術幾乎等同於屈光矯正手術，要獲得良好的術後屈光結果，精確的術前測量必不可少。角膜曲率測量是眼內透鏡度數計算的主要輸入值，其誤差據報告占術後屈光誤差的22% 1)2)。

歷史背景

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角膜形狀分析的歷史始於Placido盤角膜鏡檢查。隨後，視頻角膜形狀分析、Scheimpflug相機和前段OCT等技術革新，使得角膜前後表面的三維評估成為可能。自1956年首次報告伴有屈光矯正的眼內手術以來，隨著眼內透鏡計算精度的提高，術前地形圖的重要性日益增加。

Q 所有病例都需要角膜形狀分析嗎？
A

白內障手術所有病例都需要基本的角膜曲率測量。此外，當選擇散光矯正型或多焦點眼內透鏡時，或對於圓錐角膜、屈光矯正手術史的患者，建議進行角膜地形圖/斷層掃描。

2. 主要症狀和臨床所見

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自覺症狀

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術前角膜地形圖分析中「目標患者」主訴的症狀主要是由基礎疾病引起的視力下降、散光症狀和畏光。

  • 視力下降和散光：由未矯正的角膜散光或不規則散光引起。需要與白內障鑑別。
  • 畏光和眩光：表現為角膜形態不規則（如圓錐角膜）或乾眼症相關的視覺功能下降。
  • 屈光不穩定：常作為術後屈光意外（refractive surprise）顯現。

臨床所見

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角膜地形圖分析可獲得以下資訊。

彩色編碼圖

屈光力圖：用顏色顯示角膜屈光力。暖色（紅）表示陡峭，冷色（藍）表示平坦。正常角膜呈中央暖色同心圓圖案。

散光模式：蝴蝶結形狀表示規則散光，其垂直方向為散光軸。地圖不對稱或局部陡峭提示圓錐角膜。

高度圖：用顏色顯示與最佳擬合球面的偏差。前表面或後表面的局部隆起（島狀隆起）有助於檢測圓錐角膜或屈光手術後角膜膨隆。

定量形態指數

SimK（模擬角膜曲率）：從角膜地形圖儀獲得的主、副子午線的曲率值。用於人工水晶體度數計算。

SAI和SRI：表示角膜對稱性和局部規則性的指數。用於量化不規則散光。

角膜厚度圖（角膜測厚）：確定最薄點並確認同心圓圖案。最薄點偏心提示圓錐角膜。

指標測量內容主要用途
SimK角膜主經線曲率人工水晶體度數計算
後表面曲率半徑角膜後表面形狀散光型人工水晶體計算
角膜厚度最薄點及厚度圖圓錐角膜診斷

3. 原因與風險因素（影響測量準確性的因素）

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影響角膜形狀分析準確性的主要因素如下所示。

  • 乾眼（淚膜不穩定）：在基於反射的光學生物測量儀中，淚膜的不穩定性可能增加角膜散光測量的變異性。特別是在高滲透壓（≥308 mOsmol/L）眼和淚膜破裂時間縮短（NIKBUT陽性）眼中，Lenstar測量值的變異性顯著增加1)。
  • 隱形眼鏡導致的角膜變形：長期佩戴硬式隱形眼鏡尤其會改變角膜形狀。測量前需要停戴一段時間。
  • 設備類型與測量原理：基於反射的設備（Lenstar、IOLMaster等）易受淚膜影響。基於OCT的設備如Anterion和前段OCT受淚膜影響較小，提供更穩定的測量值1)2)。
  • 高齡：有報告指出年齡增長獨立影響角膜曲率測量值。
Q 乾眼症會導致術後度數偏差變大嗎？
A

不一定。有報告指出乾眼（治療組與非治療組）與非乾眼組之間的術後絕對誤差和散光預測誤差無顯著差異2)。但部分基於反射的設備測量變異增大，因此需要注意術前測量的可靠性。

4. 診斷與檢查方法

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設備類型與特點

Section titled “設備類型與特點”

以下是用於術前角膜形狀分析的主要設備。

Placido盤型

原理：將環形光投射到角膜上，根據其反射像（Meyer環）的變形計算角膜前淚膜曲率。

代表設備：TMS、Atlas等。

特點：再現性佳，但無法評估角膜後表面及角膜厚度。易受淚液層影響。僅覆蓋約60%的角膜表面。

Scheimpflug型

原理：利用傾斜攝影原理的Scheimpflug相機獲取眼前節斷層影像。透過旋轉掃描重建三維形狀。

代表設備：Pentacam、Pentacam HR、GALILEI。

特點：可同時評估角膜前後表面、角膜厚度及前房深度。略受混濁影響。GALILEI內建Placido環，角膜曲率測量精度高。

眼前段OCT（AS-OCT）：SS-OCT（如CASIA）使用波長1,310 nm的長波長光，可在一張影像中顯示角膜、前房、虹膜、水晶體前表面及隅角。不受淚液層影響，即使在角膜混濁或水腫眼中也能進行高精度形狀分析。亦可應用於光線追蹤法（如OKULIX）的IOL度數計算。

複合型生物測量儀：Eyestar（OCT與反射結合）、IOLMaster 700（SS-OCT與反射結合）等最新一代設備整合了多種技術。

臨床篩查

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圓錐角膜篩查：屈光手術前及白內障手術前最重要的篩查之一。以下模式具有提示意義：

  • 顳下方局部陡峭化（下方陡峭）
  • I/S值（下方-上方屈光力比）> 1.7 D
  • 最大SimK > 48.7 D
  • 雙眼最大SimK差值 > 0.5 D
  • 高度圖上島狀前突
  • 角膜厚度圖上最薄點偏心

後表面曲率評估：後角膜散光與前表面不一定成比例。在散光型人工水晶體計算中，使用包含後表面曲率的方法（如Barrett Toric公式）可顯著減少殘餘散光。

5. 標準臨床應用（在術前評估中的定位）

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白內障手術中的適應症

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在白內障手術中，以下情況角膜地形圖/斷層掃描尤為重要：

  • 植入散光型人工水晶體時：ESCRS白內障指南建議，在計劃植入散光型IOL時，除常規術前評估外，還應進行角膜地形圖和/或斷層掃描（GRADE+）。並推薦使用包含後角膜散光和有效水晶體位置的公式（GRADE+）。
  • 多焦點IOL或EDOF IOL候選眼：必須排除不規則散光並評估角膜形態。
  • 屈光手術後眼：手動角膜曲率計不準確，因為它高估了角膜有效屈光力。需要基於地形圖的中央角膜（3.0 mm區域）扁平化計算或特殊公式。
  • 合併角膜疾病的眼：內皮營養不良、翼狀胬肉或角膜混濁眼的形態評估。

屈光手術中的適應症

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6. 病理生理學與測量誤差機制

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角膜曲率測量與淚膜

Section titled “角膜曲率測量與淚膜”

基於反射的角膜曲率計分析角膜前淚膜的反射影像。淚膜不穩定和高滲透壓會導致淚膜表面紊亂，表現為Meyer環影像的扭曲，從而引起測量變異。

Nilsen等人（2024年）在一項針對131例白內障手術預定患者的隨機對照試驗中報告，根據乾眼綜合診斷標準（DEWS II體徵），角膜曲率測量變異性無顯著差異，但高滲透壓眼（≥308 mOsmol/L）的Lenstar散光變異性顯著更高（p=0.01），NIKBUT陽性眼的Lenstar平均K值超過0.25 D的變異比例顯著更高（p=0.048）1)。Anterion和Eyestar未發現類似的顯著差異。

基於OCT的設備（如Anterion）直接檢測組織後向散射光，因此不依賴淚膜反射，即使在混濁、水腫或不規則形狀的角膜上也能保持精度。

對人工水晶體度數計算的影響

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角膜曲率測量是人工水晶體度數計算的主要輸入值，其誤差可佔術後屈光誤差的22%1)2)。特別是在屈光手術後眼，角膜有效屈光力的高估（角膜曲率指數誤差）容易導致近視性屈光意外。

Nilsen等人（2024年）在一項針對131例患者的前瞻性隨機對照試驗中報告，兩週的人工淚液治療（Thealoz Duo，每日6次）並未顯著改善角膜曲率測量變異性或術後屈光預測誤差（絕對誤差、散光預測誤差）2)。使用抗炎藥物（環孢素、立非司特等）的其他研究顯示出改善，表明可能需要更高階的治療。

7. 最新研究與未來展望

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術前乾眼治療的優化

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基於DEWS II的診斷標準在白內障手術背景下可能並非最優。以高滲透壓或NIKBUT陽性為指標的個體化乾眼治療是否能改善術前測量精度，相關研究正在進行中2)。

有報告稱，使用抗炎藥物（環孢素0.09%或立非司特）進行28天治療可改善術前生物測量值並顯著減少術後屈光預測誤差，提示超越標準人工淚液的治療干預的有效性。

新一代光學生物測量儀

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整合OCT與反射技術的新一代生物測量儀（如Eyestar、IOLMaster 700等）相較於傳統反射式設備，可能對淚膜不穩定引起的角膜曲率測量波動具有更高的耐受性1)。長期安全性與精確度特徵正在驗證中。

8. 參考文獻

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  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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