光學式眼軸長測量（生物測量儀）

一目瞭然的要點

該疾病的要點

• 光學式眼軸長測量（光學生物測量）是利用光干涉現象進行的非侵入、非接觸的眼部生物測量檢查，是白內障術前眼內透鏡（IOL）度數計算的必備檢查。
• 目前主流是掃頻OCT（SS-OCT）設備（IOLMaster 700、ARGOS），具有深度穿透性，可測量高度白內障。
• 主要測量參數包括眼軸長（AL）、角膜曲率（K值）、前房深度（ACD）、水晶體厚度（LT）和角膜直徑（WTW），其中AL是最重要的計算因子。
• 光學測量比A型超音波精度更高（AL誤差0.01–0.02 mm vs 超音波0.1–0.2 mm），且結果不依賴操作者。
• 在嚴重角膜混濁、成熟白內障或玻璃體混濁的情況下，光學測量可能困難，A型超音波可作為替代方法。
• 除IOL度數計算外，還用於青光眼OCT分析的眼軸校正、屈光手術前後評估以及近視進展監測。

1. 什麼是光學式眼軸長測量（生物測量儀）？

光學式眼軸長測量（光學生物測量）是利用光干涉現象測量眼軸長、角膜曲率、前房深度、水晶體厚度等，非侵入性地獲取眼部生物測量數據的檢查。

大多數設備都配備了掃頻源光學相干斷層掃描（SS-OCT），可以輕鬆進行高精度、可重複的測量。主要用途不僅包括IOL度數計算，還包括超長眼軸眼的青光眼OCT分析中的眼軸校正輸入值獲取、屈光矯正手術前檢查、低濃度阿托品近視抑制治療的追蹤等。

歷史背景

1949年Harold Ridley首次進行IOL植入時，患者產生了約20D的屈光誤差。20世紀60年代末，使用聚散度公式進行IOL度數估計，成為現代計算方法的起點¹⁾。20世紀70年代，超音波A型法確立，隨後採用部分相干干涉法（PCI）的IOLMaster出現，推動了光學測量的標準化。近年來，配備SS-OCT的第三代設備普及，實現了更高的精度。

Q 生物測量測量什麼？

A

測量眼軸長（AL）、角膜屈光力（K值）、前房深度（ACD）、水晶體厚度（LT）、角膜直徑（白到白：WTW）。根據這些參數預測有效水晶體位置（ELP），計算所需的IOL度數。某些設備還可以測量中央角膜厚度（CCT）。

2. 測量項目與設備

眼科醫生使用角膜曲率計測量患者的角膜曲率，以確定白內障術後所需的IOL度數

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.

眼科醫生使用角膜曲率計測量患者的角膜曲率，以確定白內障手術後所需的IOL度數。這與本文「2. 測量項目與設備」部分討論的角膜曲率（K值）測量相對應。

主要測量參數

參數	縮寫	正常值範圍	在IOL計算中的意義
眼軸長	AL	22–25 mm（正視眼平均約24 mm）	最重要。1 mm誤差影響約2.5–3 D。
角膜曲率	K值	前面平均7.5mm（約44D）	第二重要。1D誤差幾乎1:1反映。
前房深度	ACD	正視3~4mm	ELP預測所需
水晶體厚度	LT	約4~5mm	新一代公式的附加變數
角膜直徑	WTW	約11~12mm	用於ELP預測和IOL尺寸選擇
中央角膜厚度	CCT	約530–550 μm	因機型而異（用於青光眼評估等）

代表機型比較

IOLMaster 700（卡爾蔡司Meditec公司）

測量方式：SS-OCT（波長1050 nm波段）

特點：與白內障手術支援系統「CALLISTO eye」連動。提供散光型IOL和多焦點IOL的置中引導。

優勢：對高度白內障和後葡萄膜炎病例的適應性。採用掃頻源技術，比上一代PCI可測量更多白內障眼³⁾。

ARGOS（台灣愛爾康公司）

測量方式：搭載SS-OCT

特點：與散光軸對齊系統「VERION」連動。實現分段式眼軸長測量（對各段應用個別屈光指數）。

優勢：在長眼和短眼中透過分段式校正有望提高計算精度。VERION連動改善術中散光軸管理。

測量方式的世代比較

• OLCR（第一代）：採用部分相干干涉法（PCI）的IOLMaster 500。測量眼軸長、K值和前房深度。
• SS-OCT型（第2~3代）：以IOL Master 700和ARGOS為代表。使用波長1050~1310nm的掃頻光源雷射。穿透性強，可應對前代難以處理的高度白內障病例。

3. 檢查技術與測量精度

標準檢查步驟

1. 無需散瞳（多數機型可在非散瞳狀態下測量）
2. 受檢者注視正前方的固視燈。
3. 自動對位（設備自動調整位置）
4. 進行多次測量（通常5~10次），採用標準差（SD）小的優質數據。
5. 測量後，將參考圖像（眼前節圖像）傳輸至手術室系統（CALLISTO eye/VERION）。

測量精度

光學式生物測量已被證明比A型超音波法具有顯著更高的精度和操作者獨立性³⁾。

• 光學式AL誤差：0.01~0.02mm
• 超音波法AL誤差：0.1~0.2mm

使用IOLMaster時，應採用訊號雜訊比（SNR）≥5的測量值。使用光學式生物測量儀時，應使用光學專用的IOL常數。IOL製造商提供的A常數僅為建議值，基於術者經驗進行最佳化或利用ULIB資料庫（User Group for Laser Interference Biometry）是有益的³⁾。測量並比較雙眼眼軸長度有助於早期發現測量誤差。

光學測量困難的病例

以下病例因無法獲得足夠訊號，光學測量困難或無法進行。

• 嚴重的角膜混濁或角膜白斑
• 嚴重的後囊下白內障（成熟期白內障）
• 後葡萄膜炎或眼內炎（玻璃體混濁）
• 黃斑部位於後鞏膜葡萄腫傾斜壁上的病例（注意雙峰）

這些病例使用A型超音波生物測量。ESCRS指南建議，當光學方法不適用於成熟或重度白內障時，應使用超音波生物測量¹⁾。

Q 光學生物測量無法測量時怎麼辦？

A

對於濃密白內障或固視困難的眼，光學測量可能困難。替代方法是A型超音波生物測量，推薦使用浸入式方法而非接觸式方法，因為壓迫誤差較小。有報告稱，由熟練操作者進行的浸入式A型掃描與光學測量之間無統計學顯著差異¹⁾。

4. 光學式與超音波式的比較

測量方式的差異

項目	光學式（SS-OCT/PCI）	超音波A型（浸入式）	超音波A型（接觸式）
原理	光干涉（波長1,050～1,310 nm）	聲波傳播時間測量	聲波傳播時間測量
接觸式	非接觸式	非接觸式（浸沒探頭）	接觸式（角膜壓迫）
眼軸長度誤差	0.01～0.02 mm	與光學式相當（熟練者）	0.1～0.2 mm（存在壓迫誤差）
操作者依賴性	低	中等	高
成熟白內障適用性	困難至不可能	可能	可能
感染風險	無	低（透過消毒處理）	有（接觸）

光學測量的優勢與限制

優勢：

• 非接觸、非侵入、無感染風險
• 精確度高，不依賴操作者
• 當黃斑部位於後鞏膜葡萄腫的傾斜壁上時，光學測量比A型超音波更準確，因為它測量的是屈光性眼軸長度³⁾
• 在矽油填充眼中最為準確¹⁾

限制：

• 對整個眼球應用統一的屈光指數（1.3549），在高度近視眼中容易高估眼軸長度
• 在眼軸長度超過25mm的眼中，高估可能導致公式出現趨勢誤差（考慮Wang-Koch校正）³⁾
• 嚴重混濁眼無法測量

A型超音波的聲速設定

在超音波法中，介質的音速直接影響測量精度。

• 水晶體和角膜：約1,641 m/s
• 房水和玻璃體：1,532 m/s
• 正常有水晶體眼平均值：1,555 m/s

接觸式（壓平式）會壓迫角膜，導致眼軸長度人為縮短。浸沒式探頭不直接接觸角膜，可避免壓迫誤差，但需要控制對位。有報告指出，熟練操作者的浸沒式與光學式無統計學顯著差異¹⁾。

5. 在IOL度數計算中的應用

計算公式的選擇

IOL度數計算公式經過多代發展，目前Barrett Universal II、Kane、Hill-RBF等新一代公式顯示出較高的預測精度。各公式的主要特點如下³⁾。

公式分類	代表公式	附加變數	適應症
第三代（舊一代）	SRK/T、Holladay I、Hoffer Q	無/ACD	正常眼（目前推薦新一代）
第四代	Barrett Universal II、Haigis	ACD、LT、WTW	全眼軸長範圍表現良好
AI/回歸複合	Kane、Hill-RBF、Pearl-DGS	ACD、LT、WTW	尤其在異常眼軸長眼中精度提升

舊一代回歸公式（SRK-II、SRK、Binkhorst等）已不再建議使用⁵⁾。新一代公式（如Barrett Universal II）據報告在異常眼軸長眼中精度有所提升⁴⁾。

特殊眼的處理

屈光矯正術後眼：由於角膜前後表面曲率比發生變化，常規公式會產生系統性誤差。需要使用專用計算法，如ASCRS線上計算機、Barrett True-K公式、Haigis-L公式等¹⁾。

散光矯正型IOL：適應症為角膜散光順規≥2.0 D、逆規≥1.5 D。推薦使用Haigis-T公式、Barrett Toric公式或Kane Toric公式³⁾。

矽油填充眼：光學式生物測量最為準確。由於矽油扮演負透鏡角色，IOL度數需調整3-5 D¹⁾。

Q 為什麼接受過屈光手術的眼睛進行白內障手術時IOL計算困難？

A

屈光手術（LASIK、PRK、RK）改變了角膜前後表面的曲率比。角膜曲率計僅根據前表面曲率估算後表面，因此術後眼會高估角膜屈光力。此外，許多IOL計算公式根據眼軸長度和角膜屈光力預測ELP，但屈光手術後這種關係發生變化，導致公式產生誤差。建議使用專用計算法（如ASCRS線上計算機）¹⁾。

6. 測量原理的詳細說明

SS-OCT方式的原理

SS-OCT（掃頻源光學相干斷層掃描）基於以下原理高精度測量眼內各界面。

1. 光源：使用波長1,050～1,310 nm的掃頻源雷射
2. 干涉：眼內各界面（角膜前後面、水晶體前後面、視網膜）的反射光與參考光發生干涉
3. 計算：透過傅立葉轉換高精度計算各界面的深度
4. 輸出：同時獲取眼軸長度、ACD、LT、AL等參數

PCI（部分相干干涉測量法）

這是IOLMaster 500採用的第一代光學測量原理。利用雙光束干涉模式測量眼軸長度。與SS-OCT相比，穿透性較低，在高度白內障眼中容易無法測量。

分段式眼軸長度測量（ARGOS）

傳統光學方法對整個眼睛應用統一的折射率，因此在高度近視眼（AL≥25 mm）中容易產生高估。ARGOS實施的「分段式眼軸長度測量」對每個分段（房水、水晶體、玻璃體）應用單獨的折射率。在長眼中，顯示值比傳統方法小約0.50 mm，許多計算公式報告MAE（平均絕對誤差）有所改善。然而，該方法的證據仍在累積中，有待未來的臨床研究。

提高檢查準確性的要點

如果無法使用光學生物測量儀，浸入式A超是次優選擇。通過測量和比較雙眼的眼軸長度，可以早期發現測量誤差。對於高端IOL（多焦點、散光矯正），術後屈光誤差直接影響患者滿意度，因此需要特別精確的測量。

7. 最新研究與未來展望

給患者：請務必閱讀

以下內容目前處於研究階段或臨床試驗中，並非一般醫院可接受的標準治療。這是供專家參考的關於未來醫療發展的資訊。

AI基礎計算公式的進展

Hill-RBF法（人工智慧模式識別）、Kane公式、Pearl-DGS公式等AI基礎計算公式顯示出更高的準確性⁴⁾。Suzuki等人（2025年）對80隻眼軸長度≥30.0mm的極端軸性近視眼進行回顧性評估，報告稱Kane公式和Hill-RBF公式的平均絕對誤差（MAE）顯著低於傳統的SRK/T公式⁷⁾。

±0.5D以內的比例：SRK/T為26.3%，Barrett Universal II為45.0%，Hill-RBF為55.0%，Kane為65.0%。在眼軸長度≥32mm的亞組中，Hill-RBF的MAE為0.49D，Kane的MAE為0.44D，效果最佳⁷⁾。

光線追蹤法的發展

基於眼前節OCT數據的光線追蹤（Anterion-OKULIX）在近視LVC術後眼中，與Barrett True K無病史公式相比，算術預測誤差顯著更低（−0.13D vs −0.32D）⁶⁾。由於直接利用角膜全表面形狀數據，在屈光矯正術後眼的應用中具有理論優勢。

術中像差測量

使用Optiwave折射分析儀等設備進行術中波前像差測量，作為術前生物測量的補充手段受到關注。有報告稱，在成人常規白內障手術中，其術後效果與傳統的生物測量相當，並可能實現術中屈光誤差的校正²⁾。

在近視進展監測中的應用

低濃度阿托品眼藥水和角膜塑形鏡等近視控制治療的效果評估中，應用光學生物測量儀定期測量眼軸長度。每6個月至1年監測一次眼軸長度，可以客觀評估治療效果。具體的測量間隔和閾值有待未來指南的制定。

8. 參考文獻

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.