第三章 诊断与评估
第一节 常用检查设备
在临床工作中，由于角膜屈光手术的广泛开展和圆锥角膜治疗新技术如核黄素角膜交联术的出现，早期筛查出亚临床期圆锥角膜或疑似病例越发重要，不仅可以提高角膜屈光手术的安全性，对于疑似病例的预防性治疗可能阻止角膜膨隆的继续发展，从而避免角膜移植。由于圆锥角膜目前病因不明，发病隐匿，病程长，目前还没有大家广泛接受的诊断亚临床期圆锥角膜的金标准，因此结合多种检查手段对患者进行综合评估是较为可靠的方法，包括基于Placido盘的角膜地形图、眼前节光学相干断层扫描仪(OCT)、角膜断层地形图仪、波前像差仪、角膜生物力学分析仪等。
一、眼前节分析系统
1. 计算机化的角膜地形图系统
计算机化的角膜地形图系统在20世纪80年代开始应用于圆锥角膜的诊断，其通过分析投影于角膜前表面的Placido环来计算角膜前表面的曲率，还提供许多定量参数如角膜平均曲率、不同直径的平均角膜曲率、角膜表面规则指数等。圆锥角膜的角膜地形图典型表现主要为：角膜下方，尤其是颞颞下角膜变陡；中央角膜曲率变大(一般>47.00D)；两眼中央角膜曲率差值变大。目前国内外对于早期圆锥角膜的诊断尚无统一的标准，可参考Rabinowitz的诊断标准：①角膜中央屈光度数>46.50 D；②角膜下方平均屈光度数与上方平均屈光度数的差值(inferior-superior diopter asymmetry, I-S值) ；③同一患者双眼角膜屈光度数差值 。
2. Orbscan眼前节诊断系统
Orbscan眼前节诊断系统(Bausch & Lomb, Rochester, New York, USA)是以裂隙扫描结合Placido盘为原理的眼成像设备，可同时提供全角膜的厚度、角膜前后表面的曲率和高度等信息(图3-1)。国内王幼生等根据Orbscan检查的角膜前后表面高度和全角膜厚度数据提出的可疑圆锥角膜诊断标准：①角膜前表面差(Diff)值≥0.020mm；②角膜后表面差(Diff)值≥0.040mm；③角膜最薄点 ，双眼相差≥10μm。同时需动态随访观察患者的角膜数据是否进展。通过我们临床使用发现，当角膜厚度在 ，Orbscan眼前节诊断系统与 A超测厚的结果基本一致，而在此范围之外则有较大的偏差；后表面高度值测量的准确性和重复性均不如前表面。因此，近几年Orbscan逐渐被其他的眼前节分析仪所取代。
3. Pentacam等新型眼前节分析仪
目前国内常用的新型眼前节分析仪有Pentacam和Sirius等。Pentacam系统中的角膜地形图实际上是角膜断层地形图，它通过旋转的Scheimplug摄像头围绕共同的中心点拍摄的一系列截面图重建三维立体眼前节结构，通过与最佳拟合球面(best fitting sphere,BFS)对比后得到角膜前后表面的相对高度数据，通过高度图筛查圆锥角膜。以下简要介绍使用Pentacam系统进行数据阅读的步骤。
第一步，在总览图(Overview)中观察角膜形态是否规则、角膜厚度是否均匀、角膜是否混浊。接下来查看屈光四图(4MapsRefractive)，即角膜前表面曲率图、前表面高度图、后表面高度图和全角膜厚度图(图3-2)。圆锥角膜的定义是一种以角膜扩张为特征，致角膜中央部向前凸、变薄呈圆锥形并产生高度不规则散光的角膜病变。因此Pentacam通过前后表面各点的高度数据来分别表示角膜前后表面前凸的程度和位置，以及全角膜高度图判断角膜最薄点的厚度和位置，并与正常人角膜数据库进行对比，从而筛查出圆锥角膜。在典型的圆锥角膜中，角膜中央前凸，锥顶的厚度变薄，使得角膜最薄点和最高点的分布相对应。参考标准：角膜中央5mm区内，前表面可疑圆锥的高度值为8~11μm，典型圆锥的高度值≥12μm；后表面可疑圆锥高度值为13~16μm，典型圆锥的高度值≥17μm。
第二步，研究角膜厚度分布图(图3-3)，最薄点和角膜顶点的相对位置和距离，角膜厚度的平均变化率(Avg)，以及角膜厚度的空间分布(CTSP)和角膜厚度变化率(PTI)，通过软件和正常人的数据库做对比，从而提示圆锥角膜的可能性。
第三步，应用综合地形图(图3-4)分析角膜前表面的形态学参数，Pentacam软件分析7个角膜前表面的形态学参数(表3-1)，并根据这些参数给出典型圆锥角膜的分级(TKC)，共分为1~4级，帮助临床筛查圆锥角膜并对患者角膜形态的进展进行随访。
第四步，BAD角膜扩张分析图(图3-5)，图中包括了用角膜前后表面标准参考球面和增强型参考球面(将最薄点为中心的4mm区域排除后拟合的参考球面)得到的高度数据以及两者的差值。
第五步，双眼对比，由于圆锥角膜的双眼进展常不一致，因此应注意观察双眼角膜前后形态和数值的差异，包括曲率值、厚度值和高度值(图3-6)。
另一种眼前节分析仪Sirius采用了Placido盘与Scheimpflug相机结合的技术，通过Scheimplug相机得到角膜前后表面的高度数据，Placido盘获取角膜前表面的曲率数据。系统自带圆锥角膜分析程序，通过对角膜厚度，角膜前后表面高度、曲率以及角膜像差等参数的分析，将角膜分为正常、疑似圆锥角膜、圆锥角膜、异常角膜和术后角膜5类。
表3-1 Pentacam相关的圆锥角膜分级(TKC)
(分级的计算由软件内部的专利公式自动完成)
| 参数 | 黄色 | 红 色 |
| ISV表面变异指数 | ⩾37 | ≥41 |
| IVA垂直非对称指数 | ⩾0.28 | ≥0.32 |
| KI圆锥角膜指数 | >1.07 | > 1.07 |
| CKI中央圆锥角膜指数 | ⩾1.03 | ≥1.03 |
| RMin最小曲率半径 | <6.71 | <6.71 |
| IHA高度非对称指数 | ≥19 | >21 |
| IHD高度偏心指数 | ⩾0.014 | >0.016 |
二、波前像差
圆锥角膜的患者由于角膜形态和结构的变化导致高阶像差的增加(图3-7)，目前研究的人眼高阶像差主要是球差和慧差，圆锥角膜患者多是角膜中央下放或颞颞下方前凸，角膜顶点移位，角膜光学中心偏离，在地形图上主要表现为不对称领结形态，I-S值增加，因此垂直慧差明显增加。此外，圆锥角膜患者角膜中央的屈光力较周边大,因此产生较大的负性球差,而正常的角膜球差多为正性球差。基于此,在角膜地形图上显示下方角膜变陡,I-S值增加,同时伴有垂直慧差和负性球差的增加的患者应列为圆锥角膜的高危人群。
三、光学相干断层扫描技术(OCT)
傅里叶OCT(RTVue OCT)可以非接触、无创、快速地测量全角膜厚度及全角膜上皮的厚度，且准确性和重复性均较好(图3-8)。圆锥角膜的患者中央及下方角膜上皮厚度明显变薄,上皮厚度的差异增加;角膜厚度的不均匀性增加,下方与上方以及颞颞下方与鼻上方的角膜厚度差增加。其中有5个相关参数在圆锥角膜的辅助诊断中有较好的敏感性和特异性,分别是角膜厚度最小值与中间值差(Min-Median),下方与上方角膜平均厚度差(S-I),颞颞下方与鼻上方角膜平均厚度差(SN-IT),最小角膜厚度值(Min)及其在Y轴方向上的位置(Location Y)。将这些参数与角膜地形图检查相结合有利于早期圆锥角膜的发现。
四、角膜生物力学测量
角膜的生物力学特征是近年来眼科领域研究的热点,无论是它对IOP的影响,还是圆锥角膜的辅助诊断和角膜交联术后的随访都需要进一步探讨。目前能够非接触、快速评估角膜生物力学性能的设备主要有眼反应分析仪(ORA)和可视化角膜生物力学分析仪(Oculus Corvis ST)两类。在圆锥角膜患者中,ORA测量的角膜滞后性(CH)和阻力因子量(CRF)较正常人明显减低。CorvisST是近几年新出现的角膜生物力学分析仪，其参数中最大变形幅度(Deformation Amplitude)是目前最受关注的生物力学参数(图3-9)，有研究认为其对于圆锥角膜诊断的敏感性为84.5%，特异性为75.6%。角膜生物力学测量作为新的圆锥角膜诊断方法，还需要进一步研究，并结合眼前节分析仪等设备联合诊断。
五、活体激光共聚焦显微镜观察
活体激光共聚焦显微镜(in vivo confocal microscopy, IVCM)可直观立体地观察角膜中的有形成分和组织细胞的形态，且重复性好，在圆锥角膜患者中可以见到前弹力层下的神经纤维数量明显减少，以及异常扭曲的神经纤维;前基质内可见较多的斜行或纵性皱襞襞样/裂隙样暗纹,可能是早期的Vogt线;深基质内暗纹密度增加,基质细胞密度减少(图3-10)。
