姜丹丹，汤 欣，苑晓勇，宋 慧

（天津医科大学眼科临床学院，天津市眼科医院白内障科，天津300041）

角膜散光是角膜中经常遇到的一种光学像差，它对确定未矫正的视力有重要作用，也是决定角膜屈光手术和白内障手术术中矫正散光的大小和轴位的决定因素。角膜总散光（TA）由角膜前表面散光（AA）和角膜后表面散光（PA）组成，传统的角膜曲率计测量角膜散光时忽略了PA，因为PA很难测量，因此角膜曲率计散光用屈光指数1.337 5及角膜前表面半径来粗略估计总角膜散光，也称（KA）。随着技术的不断进步与发展，角膜后表面散光逐渐被发现和准确测量，而Pentacam和Galileo就是使用Scheimpflug成像来准确测量角膜后表面散光的新型仪器[1-2]。本研究选择Pentacam眼前节分析仪来测量角膜散光，选取天津市4岁以上能配合Pentacam眼前节分析仪检查的正常人为研究对象，测量其AA、PA并矢量计算出TA，研究AA、PA的分布规律及PA对TA的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取天津市4岁以上来天津市眼科医院进行Pentacam眼前节分析仪检查的患者及来我院欲进行白内障手术的患者571例（989眼），将其按年龄分组。年龄5～17岁为少年组131例（262眼）；年龄18～40岁为青年组 163例（258眼）;年龄41～65岁为中年组169例（246眼）；年龄＞65岁为老年组108例（223眼）。本研究遵循赫尔辛基宣言。排除标准：（1）角膜疾病及影响角膜散光的疾病，如圆锥角膜、翼状胬肉等。（2）眼外伤和角膜手术史，包括角膜移植、准分子激光角膜屈光手术、翼状胬肉切除术等。（3）角膜接触镜佩戴者。

1.2 测量仪器 Pentacam眼前节分析仪（德国Oculus公司）

1.3 研究方法 测量并统计来我院进行Pentacam眼前节分析仪检查者的角膜地形图数据，操作由同一个人完成，熟练迅速，选择Pentacam检查质量为“OK”的图像进行统计和分析。本研究主要对角膜前后表面散光度数及轴位的大小、分布进行描述，并分析其与年龄有无关系及AA与PA的相关关系以及PA对TA的影响。在分析AA与PA的关系时，为便于分析PA随AA的变化关系，将571例989眼按角膜前表面散光大小的不同分为4组，A组散光小于0.8D，B组为0.8D-1.5D，C组为1.6D-2.5D，D组大于2.5D，比较各组相对应的角膜后表面散光度数及轴位均值有无差别。本研究按角膜前表面散光轴位的Gimbel方法分类[3]，对角膜后表面散光状态进行分类：顺规散光（with the rule，WTR）：45°＜散光轴位≤135°；逆规散光（against the rule，ATR）：散光轴位≤30°或 150°＜散光轴位≤180°；斜轴散光（Obi lque）：30°＜散光轴位≤45°或 135°＜散光轴位≤150°。

1.4 统计学方法 应用SPSS21.0统计软件，定量数据采用表示，经统计分析发现角膜前后表面散光度数、年龄、性别均为非正态分布，因此相关分析采用Spearman相关性分析，正态分布相关性分析采用Pearson相关系数，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 角膜散光度数分布 角膜后表面散光度数平均值为（0.34±0.16）D，最小值为0.00D，最大值为1.00D，角膜后表面散光度数在0.3D以下者占29.1%（288眼），0.3D-0.5D 者占 62.7%（620眼），＞0.5D者占8.2%（81眼）。另外，我们对角膜前表面散光度数的分布进行了分析：角膜前表面散光度数在 0.8D以下者占34.2%（338眼），0.8D-1.5D者占39%（386眼），1.6D-2.5D者占 20.6%（204眼），＞2.5D者占6.2%（61眼）。

2.2 角膜散光轴位的分布 角膜前表面散光轴位平均为(89.88±63.70)°，按 Gimbel分类方法：36.7%（363眼）为顺规散光，58.2%（576眼）为逆规散光，5.1%（50眼）为斜轴散光；角膜后表面散光轴位平均值为（87.59±65.72）°，34.8%（345眼）为顺规散光，62.5%（618眼）为逆规散光，2.6%（26眼）为斜轴散光。

2.3 相关性分析

2.3.1 角膜前后表面散光与年龄的关系 角膜前后表面散光度数与年龄的Spearman相关分析结果表明角膜前后表面散光度数均与年龄相关（r=-0.14，r=-0.28，P＜0.01），进一步计算少年组、青年组、中年组、老年组中各组角膜前后表面散光度数和轴位的平均值见表1，将AA、PA、AAA、APA中各年龄组进行多独立样本非参数检验，Kruskal-Wallis检验、中值检验、Jonckheere-Terpstra检验结果均显示，AA和PA与年龄相关（P＜0.05)，组间两两比较结果显示中年和老年组间差异无统计学意义（P=0.94，0.89)，而其他各组间差异均有统计学意义（均P＜0.05），AAA和APA与年龄没有明显相关关系（P＞0.05)。根据上述Gimbel分类方法对散光状态进行分类，结果显示：角膜散光在18岁以下75.9%属于顺规散光，40岁以前由顺规散光向逆规散光转化，但40岁以后又逐渐变回顺规散光，但总体趋势为由顺规散光逐渐转为逆规散光（表2）。

表1 各年龄组角膜前后表面散光度数及轴位的分布Tab 1 The distribution diopterand axis of anterior and posterior corneal astigmatism in all age groups

表1 各年龄组角膜前后表面散光度数及轴位的分布Tab 1 The distribution diopterand axis of anterior and posterior corneal astigmatism in all age groups

AA为前表面散光大小，AAA为前表面散光轴位，PA为后表面散光大小，APA为后表面散光轴位

组别 A A/D A A A/° P A/D A P A/°少年组 1.2 9±0.6 3 9 0.1 2±4 0.3 1 0.3 2±0.1 5 9 1.4 8±4 0.4 2青年组 1.4 4±0.8 4 9 1.3 5±8 0.8 9 0.4 0±0.1 5 8 1.1 0±8 2.2 9中年组 0.9 2±0.6 5 9 2.6 4±6 1.2 3 0.2 9±0.1 5 9 3.7 0±6 5.1 0老年组 0.8 8±0.6 2 8 2.5 1±5 3.6 5 0.2 8±0.1 7 8 8.9 7±5 7.6 8

表2 各年龄组角膜前表面散光轴位分布Tab 2 Distribution axis of anterior corneal astigmatism in all age groups

2.3.2 角膜前、后表面散光度数和轴位的相关关系计算角膜前表面及各自对应的角膜后表面散光度数均值见表3，相关分析结果表明B、C、D组及总的角膜后表面散光度数与前表面散光度数呈正相关（r=0.52，P＜0.01），A 组角膜前后表面散光无相关关系，即角膜前表面散光度数较小时，角膜前后表面散光无明显相关性，大于0.8D时角膜后表面散光度数随着角膜前表面散光的增加而增加，忽略散光大小和轴位分组时，角膜后表面散光随前表面散光增加而增加（图1）。

表3 角膜前后表面散光度数比较（）Tab 3 Comparison of anterior and posterior corneal astigmatism（）

表3 角膜前后表面散光度数比较（）Tab 3 Comparison of anterior and posterior corneal astigmatism（）

AA为角膜前表面散光大小，PA为角膜后表面散光大小，Total为所有散光

A组 B组 C组 D组 T o t a l A A/D 0.4 6±0.1 8 1.1 1±0.2 1 1.9 0±0.2 6 3.1 8±0.4 7 1.2 2±0.7 5 P A/D 0.2 6±0.1 3 0.3 1±0.1 3 0.4 3±0.1 5 0.5 9±0.1 5 0.3 4±0.1 6 r 0.1 2 0.1 8 0.2 9 0.4 4 0.5 2 P 0.0 6 0.0 0 0.0 0 0.0 0 0.0 0

图1 角膜前后表面散光度数相关性散点图Fig 1 Scattered plot of the relationship between anterior and posterior coronal astigmatism

根据AA轴位将角膜散光分为顺规散光、逆规散光、斜轴散光，分别对三者进行AA和PA大小的Spearman相关性分析，结果显示顺规散光和逆规散光时AA和PA的大小均具有一定的相关性（均P＜0.01），斜轴散光时AA和PA无相关性（P＞0.05）（表4）。

表4 前、后表面散光大小的相关性分析Tab 4 Correlation analysis of anterior and posterior surfaceastigmatism

经统计发现角膜前后表面散光轴位为正态分布，因此相关性分析采用Pearson相关系数，分析结果显示角膜前后表面散光轴位呈正相关（r=0.38，P＜0.05）（图2）。

图2 角膜前后表面散光轴位相关性散点图Fig 2 Scattered plot of the relationship between anterior and posterior coronal astigmatism axial

角膜前表面散光的度数与轴位分布如表5所示，由此得知随角膜前表面散光度数的增加，顺规散光的比值逐渐减小，而逆规散光所占的比例越来越大（图3）。

表5 各组角膜前表面散光轴位分布Tab 5 The distribution axis of anterior corneal astigmatism in each group

图3 角膜前表面散光度数与散光轴位分布Fig 3 The distribution of anterior corneal astigmatism and axial

2.4 角膜后表面散光对角膜总散光的影响 根据角膜前、后表面散光值和轴位计算角膜总散光TA及轴位AAA=PA×APA，轴位 AAA（陡峭轴子午线）及轴位APA（扁平轴子午线）模拟角膜曲率计散光KA：扁平子午线屈光力K1=-nk-1/r1，陡峭子午线屈光力K2=nk-1/r2，KA=K2-K1，其中 nk=1.337 5，角膜中央 3 mm直径范围内前表面角膜曲率半径r1（平坦轴）、r2（陡峭轴），AKA为陡峭子午线即AKA=AAA。KA、TA散光大小分别为（1.21±0.76）D、（1.43±0.88）D，运用 t检验统计学方法比较二者差异具有统计学意义（t=21.95，P＜0.01），二者散光值大小差异的均值为（0.21±0.29）D，KA 与 TA 的散光轴位分别为（89.88±63.70）°、（89.29±61.53）°，同样运用t检验统计学方法比较二者差异无统计学意义（t=-1.08，P=0.28）。二者散光轴位差异的均值为（0.59±16.52）°。Bland-Altman散点图比较KA与TA的大小及轴位见图4、5，其中散光大小和轴位差值的95%置信区间分别为-0.36～0.70D 和-31.79°～32.97°。

图4 TA与KA的Bland-Altman散点图Fig 4 Bland-Altman plots of TA and KA

图5 ATA与AKA的Bland-Altman散点图Fig 5 Bland-Altman plots of ATA and AKA

3 讨论

白内障手术合并散光人工晶状体植入术现已成为白内障患者有效和可靠的矫正散光方法之一[4-5]，那么术前准确测量角膜散光从而精确选择散光矫正型人工晶状体的度数和轴位是影响术后散光矫正效果的必不可少的因素。并且Koch等[6]还发现，全角膜散光的测量误差主要来自角膜后表面散光。为了克服这个缺陷，分别引入了Baylor诺模图和Barrett复曲面计算器，通过回归分析和理论模型调整散光矫正型人工晶体屈光力以解决角膜后表面散光[6-7]。随着Scheimpflug成像在前房成像眼科学中的出现，角膜后表面对全角膜散光的贡献已经获得国内外眼科医生的重视，对角膜后散光的研究也越来越多。研究发现，通过Pentacam测量的角膜前后表面散光的矢量求和得到的角膜总散光来作为散光矫正人工晶体植入术术前散光更加准确[8]。

本研究结果中81.1%的角膜后表面散光对角膜总散光有叠加作用，也就是说如果忽略PA，将会使KA低估了TA，考虑PA的TA与KA相比，大小差别大于0.50 D者占8.71%，有文献报道占5.90%～12.56%[9-11]。轴位差别大于10°者占17.42%，文献报道占17.20%～23.70%[9-10]。张念蝶等[12]的研究中TA与KA大小差别大于0.50者占5.71%，轴位差别大于10°者占22.86%，也与本研究的结果大体一致。之前的研究也显示，仅测量角膜前表面散光是导致散光矫正型人工晶体手术的残余散光的重要原因，忽略角膜后表面散光可使原有的顺规散光过矫，使原有的逆规散光欠矫[6，13-14]。本研究中无论角膜前后表面散光轴位如何分布，角膜后表面散光均会增加角膜总散光，只有16.3%的角膜后表面散光对角膜前表面散光有补偿作用进而减小角膜总散光，其中85.1%的角膜前后表面均为逆规散光，而且年龄多在50岁以下，这一结果与以往研究结果不一致的原因可能是本研究的样本是全年龄段人群，而以往的研究多是针对50岁以上的老年白内障患者。研究结果还显示角膜前后表面散光的变化与年龄均有一定关系，即40岁以前角膜前后表面散光均随年龄增加而增加，40岁以后又有随年龄增加逐渐减小的趋势，65岁趋于稳定。这与很多研究中角膜前后表面散光与年龄无关的结果不一致，其主要原因可能是对年龄的分组不同，本研究是整个年龄分组，而大多数研究主要是对老年人群进行分组。本研究中角膜散光在18岁以下顺归散光为75.9%，成年以后明显转为逆规散光，但40岁以后又逐渐变回顺规散光，总体趋势为由顺规散光逐渐转为逆规散光，这与Kanellopoulos[15]的研究结果中随着年龄的增加，角膜散光由顺规散光逐渐向逆规散光转变基本一致。还有研究发现在顺规散光中多于85%的角膜后表面轴位在垂直方向更陡峭，并且随着前表面散光的大小增加而增加；而在逆规散光中，角膜后表面散光平均约0.2D，并且不随角膜前表面散光的大小而发生变化[9]。本研究也发现角膜后表面散光的大小和轴位均与角膜前表面散光大小和轴位呈正相关（P＜0.05），即随着角膜前表面散光大小和轴位的增加，角膜后表面也随其增加，二者有一定的吻合性，这一结论与廖茉莉[16]的研究结果完全一致。这大概是与角膜前后表面生理结构形态一致性有关。Koch等[6]对AA和PA大小的相关性分析中也表明，AA为顺规或斜轴散光时，AA和PA大小分别呈中度及微弱的相关性（r=0.56、0.37，P＜0.01）；Ho等[10]的研究中也发现忽略散光轴位时两者显示中度相关（r=0.48，P＜0.01）。也就是说如果在无法测量角膜后表面散光的情况下可以用角膜前表面散光来大致估计角膜后表面散光，但这一结论还需要进一步的证实。

综上所述，在所有年龄正常角膜人群中，大部分PA对AA有一定程度的叠加作用，忽略PA可能会导致具有临床意义的TA估计值的差异，其中误差大于0.50D者占8.71%，轴位差别大于10°者占17.42%。因此，在白内障手术中，特别是选择散光矫正人工晶体术前测量患者散光时，一定要测量角膜后表面散光，否则将会导致患者术后散光的欠矫或过矫。