角膜地形图分析

角膜地形图运用天津市眼科医院验光配镜中心反映角膜形态的方法•角膜地形图仪•角膜曲率计•Placido盘•裂隙灯显微镜•用眼睛观察Placido盘与极坐标网格角膜曲率计•通过测量已知大小的物像经角膜前表面反射所形成的第一反射像的大小来计算角膜前表面的角膜曲率半径，角膜曲率半径与像的放大率成正比。可定量的反映角膜一定范围的形态特征。•用于测量角膜前表面中心区域的两个相互垂直子午线轴向上的弧度，但大约只有直径为3mm范围的•不能确定角膜后表面的形状•精确了解角膜散光，但对过平或过陡的角膜精确度差角膜地形图检查作用•计算机辅助的角膜地形图以其能够精确地分析整个角膜表面的形态和曲率的变化为特点，使系统地、客观地、精确地分析角膜性状成为可能,对角膜整体进行形态学的分析。•颜色反映角膜各部分屈光力的大小，反映散光性质、散光量和轴•圆锥角膜和角膜疾患的筛查和早期诊断角膜地形图检查作用•可用于角膜接触镜诱发的角膜扭曲症的诊断。•有效评价屈光手术及其他手术后效果和并发症角膜地形图的种类•1.Placido盘成像法(TMS)•2.AstraMax三维角膜地形图•3.PAR角膜地形图系统和光栅照相测量仪•3.裂隙扫描型角膜地形图（Orbscan）•4.Scheimpflug成像仪(Pentacam)•5.Artemis超声数码角膜地形图•6.激光干涉成像仪AstraMax角膜地形图仪的极坐标网格•角膜地形图仪由3部分组成：•①Placido氏盘投射系统•②实时图像监测系统•③计算机图像处理系统：计算机先将储存的图像数字化，应用已设定的计算公式和程序进行分析，再将分析的结果用不同的彩色图像显示在荧光屏上，同时，数字化的统计结果也一起显示出来。小的锥形placido环角膜地形图的优点•测量区域大,获得的信息量大。为角膜曲率计仅能测量角膜总面积的8％，而角膜地形图可以观测范围达95%以上；为资料点密度可高达34环,以每环256个点计，整个角膜可有7000～8000个数据点，有的还可以达到上万个数据点，如AstraMax角膜地形图仪，资料点可以达到13000个。角膜地形图的优点•屈光力测量范围广。对过于平坦或过于陡峭的角膜,均可准确测量其屈光力。角膜地形图的优点•易于建立数学模型。由于采用光栅摄影测量技术，以相对和绝对高度标志的球面减数图以及角膜子午线曲率标志图用高度点而非曲率来解释角膜表面的变化，故易于建立数学模型。角膜地形图的优点•受角膜病变影响小(与角膜曲率计相比)。最新的角膜地形图仪如PAR和CTS不仅可以对上皮缺损、溃疡及瘢痕的角膜进行检查，而且其检查结果很少受角膜病变的影响，因此检查结果参考价值高。角膜地形图的优点•精确度高、误差小。角膜8.0mm范围内精确度达0～0.07D，由于用即时数码视频技术在1/30s内显示，避免了因为瞬目和心跳造成的影响。角膜地形图的优点•结果直观。由于采用了彩色，对角膜上不同曲率半径采用不同的色。暖色代表屈光力强的部位，冷色代表屈光力弱的部位，使角膜地形图显示的结果十分直观醒目。角膜地形图的优点•一机多用。角膜地形图仪还具有自动角膜曲率计、角膜镜的功能，新型的角膜地形图仪还可以测量为视和暗视下瞳孔直径、角膜直径等。其软件的功能也有很大改进，如通过设定的函数换算，可以得到角膜像差的资料等。角膜地形图的缺点•(1)价格较昂贵；•(2)对周边角膜欠敏感；•(3)当非球性成分增加时准确性降低；•(4)易受眼眶高度及眼球内陷程度的影响；•(5)检查参数过多时费时。Gullstand模型眼（1953年）•前表面弧度7.7mm--+48.83D•后表面弧度6.8mm---5.88D•合计角膜屈光力=+43.05D(70%左右）•实际角膜折射率：1.376•成人角膜水平径约为12mm，垂直经约为11mm•角膜为非对称而且角膜曲率从中央到周边逐渐变平角膜帽--中心角膜区域特征•近似4mm直径范围•可认为球形，曲率改变不显著•测量的重复性好角膜地形图分析系统•TMS：利用31同心环（placido环）投照于被检眼角膜表面，精确定位后，计算机将图像上7000-10000余点的图形数据进行分析，并且依照计算的数据进行图像的重建。•TMS检测角膜范围：约11mm•将拍摄部对准患者右眼，嘱患者向圆锥体内部注视固视灯，一按下操纵杆上的按钮，就能打开固视灯和轻型圆锥体（lightcone）的照明灯。检测者可以通过监控器（alignmentmonitor）来确认患者的角膜，并能在观察镭射光线的反射和角膜目标区域的同时，正确调整检测位置。当再次按下操纵杆上的按钮后，装置将显示出患者角膜的静态图像，所拍摄的图像会在VideoWindow（拍摄窗口）中显示出来。程序会对画质效果作客观的判断，并对判断为发生照射偏移的图像进行自动修正。然后，再对所拍摄完成的图像上的圆环进行扫描•4、或者选用自动方式测量：在application菜单中选择系统设置，然后在诸多选项中找到pictureprefect点击on按钮，打开自动测量方式，此时只需操纵手柄，将镭射反射中心对准视线中心，仪器将自动测量4副图像。•5、以同样的方法测量对侧眼。•6、选择图像分析完成的环状图像数据，会在其角膜图像上涂上绿色（Mires）。界面右下方的OffSet显示的是镭射光线在XYZ轴上的照射偏差。•7、在检测列表中找到理想的图形，XYZ轴的offset值以下列不同颜色表示：绿色：说明该值在可允许的范围之内。（0.3mm）黄色：说明该值在可允许范围的边缘。（0.3-0.4mm）红色：说明该值在可允许范围之外。(≧0.4mm)，注意，如果Z值超过了Video角膜镜的焦点范围，请重新拍摄。并选择圆环上检测点较完整的图像。•8、如果Mires（被涂上绿色的点）的中心与被拍摄下的Video图像上的圆环的中心重合的话（也就是光线正确照射的情况），请点击MiresOK按钮。此时，就自动将该图像予以保存。角膜地形图参数•Ks：表示最大屈光力的子午线方向和数值。（Ks的s是指steep陡峭的意思）•Kf：表示与Ks成90度夹角（垂直）的子午线方向及其数值。（Kf中的f表示flat平缓的意思）•MinK：表示最小屈光力的子午线方向和数值。•AveK：表示Ks与Kf屈光力数值的平均值。•Cyl：以屈光度D为单位表示的Ks与Kf之间的屈光力差值，表示角膜圆柱成分。•SRI：表示SurfaceRegularityIndex（表层规则指数）•PVA：表示眼睛矫正的最高理想视力值。•SAI：表示SurfaceAsymmetryIndex（表层不对称指数）。参数•SRI角膜表面规则指数：指角膜瞳孔区4.5mm范围内表面光滑度，完全光滑=0，通常小于2。•SAI角膜表面非对称指数，指相隔180度等距离经线上对应点的屈光度差值加权总和，完全对应即球面或规则散光=0，通常小于0.5。模拟角膜曲率计读数SimK：代表角膜中央区7、8、9三环两相垂直的子午线角膜曲率，等同于角膜曲率计读数，及3、5、7mm范围内平均屈光度K值，正常值为43.2±1.3DPVA预期视力：与SRI和SAI有关离散系数e值，指从角膜中央到周边屈光度的变化规律。标尺•标尺：暖色调表示较陡的区域冷色调表示较平的区域•标尺可变性：绝对（absolute)相对（normalize）【AbsoluteScale】（绝对比例图）：•AbsoluteScale（ABS）采用由路易斯安娜州立大学（LSU）的斯蒂芬Dr.克雷斯教授发明的着色分辨方法。•在9到100的屈光度之间划分26个部分，并分别对其涂上特定的颜色。•在该比例图中，因为可以对所有被检测的眼睛用同一种颜色表示相同屈光力的部分，所以得出的检测结果容易进行比较。•比例图的中央部分（标准范围为33.5D～50.5D）是以正常眼的标准数值（43D）为中心，间隔1.5D划分开来的，并标示由黄色到绿色系的颜色。•在标准范围上下，间隔5.0D划分出区域来。标准范围以下的区域，屈光力越小，则蓝色越深；在标准范围以上的区域，屈光力越大，则由红色逐渐转变为更亮的颜色。••【NormalizedScale】（标准化比例图）：•NormalizedScale（NRM）指从已经分析出结果的各个被检眼数据中，自动区分出屈光力的数据，并对其进行着色分辨。•在这种比例图中，为了能分辨出细微的角膜形状，只在所分析的被检眼的最大和最小屈光力范围之内，对其进行覆盖和着色分辨。•NormalizedScale能够很快地分辨出各个被检眼的角膜形状。曲率半径比较小的部分用暖色表示，较大的部分则用冷色表示。也就是说，如果不需要精确的屈光力数据的话，同样形状的角膜将用以同样颜色进行分辨的地形图来表示。•NormalizedScale中，屈光力被分成相等间隔的11个部分。如果其中最大屈光力与最小屈光力之间差值很大的时候，用一种颜色表示的范围也会变大；相反地，两个屈光力差值越小，则用一种颜色表示的范围也将变小。最小的间隔为0.4D。•指标颜色编码•绿色编码指标表明该值在正常平均值的2个标准差范围内•黄色编码指标表明该值在正常平均值的2~3个标准差范围内•红色编码指标表明该值已经偏离了正常平均值的3个标准差地形图格式•TopographicMap（角膜形状地形图）•FourierMap傅立叶分析地形图•NumericMap（以数值显示的地形图）•3DMap（以三维图形显示的地形图）TopographicMap（角膜形状地形图）FourierMap傅立叶分析地形图NumericMap（以数值显示的地形图）3DMap（以三维图形显示的地形图）地形图的种类•Standard•Refractive•Instantaneous•HeightStandard标准类型•在此类型地形图中，显示有排列着的角膜屈光力。地形图上的各个点上，标有角膜球面的屈光力，能够清晰地看到角膜的屈光力和角膜的形状。利用此地形图可以很快识别出正常的角膜。也就是说，该图用一种颜色来表示没有散光的角膜球面。Refractive折射类型•RefractivePower是指将角膜看作透镜来考察的一种显示方式。使用Standard（Axial）Power，按照Snell（斯涅耳）法则求出焦点距离，其倒数就是RefractivePower（屈光力）的值。例如，在拍摄模型眼的球面时，周边部分的RefractivePower（屈光力）值要大于中心部分的屈光力值。这样，RefractivePower地形图根据角膜弯曲的程度，得到图像的色差。此类型适用于分析角膜的光学特性。Instantaneous（Tangential）瞬间类型（切线）•InstantaneousPower（瞬间力）是通过将角膜形状进行2次微分之后计算出来的。与Standard（Axial）Power地形图相比，此地形图能够更清晰地显示角膜的局部变化。正因为此，Instantaneous地形图比Standard地形图，能够更加显著地表示从正常曲率半径急剧变化到圆锥角膜的收缩曲率半径的变化过程。同样，在该类型地形图上，能够突出显示出在PRK过程中被镭射光切除的部分以及周边部分和边缘部分。Height厚度类型•在Height地形图中，能够以微米形式显示角膜的厚度。该厚度是通过使用ZernikePolynomials（泽尔尼克多项式）由计算机计算出。ZernikePolynomials（泽尔尼克多项式）是由亚里桑那州立大学的JohnGreivencamp博士、路易斯安娜州立大学的StephenD.Klyce博士以及ComputedAnatomy公司的DougBrenner博士共同研究出的计算方法。比例图的种类•Absolute绝对比例图•Normalized标准化比例图•Adjustable可变比例图•Klyce/Wilson比例图•Maguire/Waring比例图•Custom自定义比例图•以上这些比例图，均以蓝色（角膜平坦部分）到红色（角膜斜面部分）来表示角膜的曲率。•这些比例图都用彩色地形图的方式使得角膜屈光力的分布状况可视