角膜地形图 | Sirius角膜地形图解读和应用

       基于角膜断层扫描（corneal tomography）的角膜地形图得到越来越得到广泛的应用，通过角膜断层扫描，可以直接获得角膜前、后表面的高度数据和角膜厚度图。除此之外，还可测量虹膜、瞳孔、晶状体，甚至可以构建整个角膜，前房和瞳孔区晶状体的三维形态，为眼屈光系统提供数据。

       角膜地形图有多种不同的表达方式，单图呈现方式如：轴向曲率图、切线曲率图、高度图、厚度图、高斯曲率图、屈光力图、等效屈光力图、前房深度、角膜投影、角膜形态图等；多图模式又有：屈光四联图、总览图、双眼对照图、差异图、波前像差、圆锥角膜分析等。

                       ▲ sirius图形方式（部分）

这么多图是不是看着有点😵‍💫圈，

其实我们常用的还是以下四种基础图形：

轴向曲率图、切线曲率图、高度图、厚度图

下面以Sirius角膜地形图仪为例，

来解读这四类图形：

轴向曲率和切向曲率

基于角膜曲率计公式而得到的，角膜曲率的计算公式为D=（n2一n1）/r。D为角膜的屈光度，n2为角膜折射指数，通常取值1.3375，n1为角膜前的屈光介质的折射指数，通常为空气，其折射指数通常默认为1， r为角膜的曲率半径（单位为mm）。根据r的计算方式不同，分为轴向角膜曲率和切向角膜曲率。

 · 01 ·   轴向曲率图

原理：

基于视轴，角膜顶点，地形图测量轴为同一个点的原理来设计的，它假设所有点的曲率都在中心视轴上。

在轴向图中，曲线上每一点的曲率计算都以该处法线与主光轴上交点为曲率中心。这个曲率中心并不是该点真正意义上的曲率中心。

解读：

1.轴向角膜曲率为描述角膜表面每一个点的曲率，通过测定角膜上每一个与某一特定轴相关点的曲率而获得，这一特定的轴通常为视轴。

2.由于角膜表面为非球面，在角膜周边部测量时会有明显的误差。因中央光学区接近球面，轴向图对角膜中央区误差较小。

3.轴向图描述的是角膜的光学特性（角膜散光、轴向及不规则性等），不能描述角膜的形态。

4.角膜轴向曲率图可获得角膜整体曲率数据，但对微小的局部变化却更容易忽视。轴向图可有效地消除角膜表面的小变异，提供尽可能少的不规则地形图，以便更容易阅读和理解。

应用：

轴向曲率更接近于角膜曲率计的计算方式，其描述中央角膜的屈光结果更为准确，常用于屈光手术前后的屈光状态评估、人工晶状体度数的计算等。

 · 02 ·    切向曲率图

原理：

切向曲率图中，是曲线上每一点的曲率计算所用的曲率中心都是该点所在弧段微分的真实曲率中心。

切向曲率图反映得是角膜表面每一个点的准确真实的曲率半径，相比轴向图在曲率上的敏感度更高。

解读：

1.角膜切向曲率图代表角膜上每一个点的局部曲率，有时也被称为“局部曲率图”或“即时曲率图”。对于局部曲率变化更敏感，更加精确地反映角膜周边部的形态。

2.由于其点与点之间参照轴不同，每个点之间的变异程度较大，切向图较轴向图更容易识别出过渡带的不平缓现象，不规则能够更清晰地显示，消除大多数轴向地形图呈现出的“平滑”外观。

应用：

1.切线图常用于角膜塑形之后，显示角膜曲率的变化以及判断角膜塑形镜片的定位情况。

2.常用于评估屈光手术后角膜局部形态的变化。

 · 03 ·    高度图

原理：

高度图显示的是角膜表面与最佳匹配球面BFS(Best fit sphere)的差异。BFS是获知角膜各点形态后拟合出一个与角膜最贴合的球面，与地球地形图中常用海平面作为参考面的原理非常相似。

解读：

1.高度图显示的并不是原始的数据（实际的高度数据），而是与某些参考面对比后的相对高度数据，这样可以放大两者之间的差异以及给临床医师提供一幅标有可疑区域的定性地形图。缺点是不能描述某些局部区域细微的变化。

2.角膜高度不受轴向、方向、角膜曲率的影响，角膜高度图能更准确地检测出角膜异常。因此角膜高度图不易出现假阳性结果。

3.能够直观显示角膜形状，主要用来描述角膜变平变陡的趋势：对于陡的角膜局部表面，会显得更陡，对于平的局部，会显得更平。

4.曲率高的位置相对于拟合球面是低于拟合球面，地形图采用负值表示。曲率低的位置相对于拟合球面是高于拟合球面，地形图用正值表示。

5.角膜散光与高度图：

●规则散光是当两条主子午线相互垂直时，其经典图形为平坦的子午线在BFS之上，陡峭的子午线在BFS之下。散光度数越高主子午线相应点之间的差别越大，越往周边子午线也就偏离 BFS 越远。

▲角膜规则散光的高度图

●不规则散光是指两条主子午线没有互相垂直，不规则散光的角膜由于严重变形常常难以辨认主子午线，这些角膜往往发生了病理性的改变、最佳矫正视力明显降低，可见于圆锥角膜、前表面营养障碍性疾病或角膜疤痕等

应用：

1.高度图在接触镜的验配中是非常有用的参考值。角膜塑形验配中，对于需要确定是否选择环曲面设计的镜片，高度图以及高度差的参考意义很大。

2.帮助验配医生想象角膜的真实状态，预测荧光染色的配适结果。

3.屈光手术前后评估角膜状态：通过对比屈光手术前后的角膜高度图，可以直接测量手术中去除角膜组织的准确的量。也能用于检测术后异常，如偏中心切削和中央岛。

4.用来判断角膜是否有圆锥改变，高度图一般有两张，分别为前表面高度和后表面高度。早期圆锥角膜患者在图像上常常出现角膜后表面高度的细微变化，而先于角膜前表面的变化。

 · 04 ·     厚度图

原理：

角膜厚度图是整个角膜厚度分布的图形表示。角膜厚度图数据非常类似测量的原始数据，只有断层扫描技术才能生成角膜厚度图，而Placido 盘角膜地形图仪无法实现。

解读：

1.角膜厚度图显示角膜不同区域的角膜厚度，地图上的暖色（红、橙、黄）代表较薄的区域，冷色（绿、蓝）代表较厚的区域，坐标原点为中央角膜厚度（CCT），角膜最薄点用表示。

2.正常角膜最薄的区域在中央5°以内，厚度向周边方向增加。正常情况下，角膜鼻侧和上侧区域较厚且较平坦。中央角膜正常厚度为520～540um。

3.角膜厚度图的结果可检测异常角膜，角膜最薄点偏中心和角膜厚度不对称时，提示角膜疾病（如圆锥角膜）。如果角膜的上下区域差超过30um，或者最薄点与对侧眼相比相差 30um 以上，则角膜可能是不正常的。

应用：

1.中央角膜厚度是评价和规划屈光手术的传统标准。

2.中央角膜与边缘角膜之间的关系可以作为角膜异常变薄的一个指标，可有助于发现圆锥角膜或其他扩张性病变。

 · 四联图· 

=屈光四联图=

屈光四联图由前表面切向曲率 角膜厚度 前后表面高度组成，可用于角膜形态评估，尤其是圆锥角膜的分析。

读图：

按倒“Z”顺序：后表面高度➡前表面高度➡角膜厚度图➡切向曲率图

①高度读：观察高度形态及数值

●后表高度图5mm区域是否有异常形状：中央岛，C型等；高度图后表面发生偏高位置对应前表面是否有发生改变

●圆锥角膜高度图参考值：前表面高度最高点值： 8~ 10 (可疑、异常)；后表面高度最高点值：15~ 20(可疑、异常)

②角膜厚度图：

厚度图最薄点厚度及位置，最薄点是否偏下或颞下。

高度图后表面发生偏高位置对应厚度是否变薄。

 ③➡切向曲率图：

切向曲率5mm区域内是否下方偏高

圆锥角膜分析参数：

●THKmin：角膜最薄点厚度，参考值：466-488 um

 ●Kfmax/ Kbmax：角膜前/后表面最陡点曲率

●Δzfmax/Δzbmax角膜前/后表面最高点高度和健康人群的差值

● NPS:特征点集中度，＜0.5报红，0.5-1报黄，＞1正常

●SIf/SIb：前/后表面曲率不对称指数，对称指数前部:该指数定义为两个直径为3毫米的圆形区域的平均前高斯曲率(以屈光度表示)之差，圆形区域的中心距顶点1.5毫米。

⚫ CSIf/CSIb：前/后表面中央-周围指数，该指数定义为3 mm中央区和3至6mm区之间的平均高斯曲率(以屈光度表示)之差

EIF/EIB：角膜前表面扩张指数/角膜后表面扩张指数。该指数通过分析统计学中角膜前/后表面出现圆锥角膜的区域中的彗差、二次彗差、二次散光和Zernike分解的球面像差成分来评估扩张的存在和状态。

THKmin：角膜最薄点厚度，参考值：＞466-488 um

TImax: 最大厚度增量，为被测角膜厚度和正常健康人群的第95百分位之间厚度增加百分比的最大差异。报黄：＞0.22 ，报红：＞1.2

TSI: 角膜厚度不对称指数，该指数定义为中心的上下两个直径为3毫米的圆形区域的平均角膜厚度的差值，这两个圆形区域的中心距角膜顶点1.5毫米，与垂直轴角度为8°。＞11.59μm时报黄，＞14.69μm时报红。

=白内障四联图=

白内障四联图由前后表面轴向曲率 角膜厚度 等效屈光力图形组成。检查角膜基本参数，分析角膜形态的规则性和屈光力分布情况，实现白内障手术术前角膜形态检查。

参数解读：

瞳孔地形图：

∅：瞳孔直径

：Kappa角

前房信息：

前房深度：中央角膜厚度CCT 房水深度AqD
Lens rise：晶状体矢高（CLR）
HACD：水平前房直径（角到角）
：Alpha角

应用：

1.一般建议植入多焦IOL患者需满足：

●Kappa角<0.5 mm或Kappa角小于MIOL中央折射光学区直径的一半。

●瞳孔4mm 范围HOA RMS＜0.3μm，超出此范围的患者谨慎植入，>0.5μm不建议植入。

2.建议植入散光型IOL患者应满足：

●瞳孔4mm 范围全角膜规则散光＞0.75D

3.球面 /非球面IOL选择：

角膜的球差会影响眼的光学性能，降低对比敏感度，降低视觉质量，IOL设计成负球差以矫正角膜正球差，改善大瞳孔时的视觉质量。根据患者6mm角膜球差，建议如下：
●角膜球差＜0μm，选择球面IOL

●角膜球差0-0.1μm，选择零球差非球面IOL

●角膜球差0.1-0.27μm，选择低球差非球面IOL

●角膜球差＞0.27μm，选择高球差非球面IOL

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声明：本文仅供医疗卫生专业人士学习交流，该等信息不能取代专业的医疗指导和诊疗建议。