眼视光特检技术 第3版 课件 第13、14章 角膜共聚焦显微镜；眼用光学相干生物测量仪

第十三章

角膜共聚焦显微镜学习目标

掌握角膜共聚焦显微镜的操作要点。掌握正常角膜的角膜共聚焦显微镜表现。

熟悉角膜共聚焦显微镜的临床应用。了解角膜共聚焦显微镜的概念、原理。

目录第一节概述第二节操作技术第三节正常角膜共聚焦显微镜的表现第四节临床应用第五节注意事项

（一）概述（一）概述1990年Cavanagh等首次报道了应用共聚焦显微镜（confocalmicroscopy,CM）拍摄的活体人类角膜分层图像。角膜共聚焦显微镜具有高放大倍数及高分辨率等优点，其放大倍数可800-1000倍，分辨率可达1um，能在活体条件下无创性地实时对全层角膜组织进行光学断层扫描成像，在细胞水平观察到角膜各层细胞、神经及胶原等形态结构，并可研究其动态变化角膜共聚焦显微镜的原理共聚焦显微镜是将针孔大小的微小光源，通过物镜折射至目标面，同时反射光也再次通过该物镜平行折射至观察孔，由于照明光与反射光通过的路径相同，即形成所谓的“共聚焦”。不同类型角膜共聚焦显微镜的特点

----光源为卤素灯的裂隙式共聚焦显微镜

具有自动、半自动和手动3种不同的扫描模式，操作简单以凝胶为介质不直接接触角膜表面，安全而无创放大倍率高达1000倍，最佳分辨率可达1um

配有内部固视灯，容易控制患者眼位，提高测试的稳定性卤素光的穿透力有限，更适用于对透明角膜的观察探头表面只能使用75%乙醇溶液清洁消毒，增加了医源性交叉感染的风险不同类型角膜共聚焦显微镜的特点

----光源为激光的激光式共聚焦显微镜

3种不同的图像采集模式：单幅采集（section模式）、连续线性采集（sequence模式）和同一观察位置的动态采集（volumn模式）。光源是半导体激光，穿透力强（角膜水肿、混浊的角膜、角巩膜缘、结膜杯状细胞和青光眼术后的结膜滤过泡）角膜接触帽的更换，故可防止医源性交叉感染。操作较复杂，需要将探头旋进或后退调节没有固视灯，不能一次完成全层扫描，测定时间较长放大倍率为800倍；探头与患者角膜直接接触，可引起感染和不适由于探头挤压角膜可导致深层组织的图像出现轻微畸变角膜变薄濒于穿孔的患者不宜进行检查，以免诱发穿孔

（二）操作技术（二）操作技术解释检查目的、建立患者信息表面麻醉、开睑、固定头位镜头处理移动手柄，镜头与角膜表面接触计算机成像、采集，记录图像取下开睑器，抗生素眼药水棉签将镜头表面擦拭干净，盖好镜头盖（二）操作技术（三）正常角膜共聚焦显微镜的表现正常人的角膜组织学结构

角膜从前到后分5层:上皮层（表层鳞状上皮细胞、翼状细胞、基底上皮细胞，其中央厚度为50um）、前弹力层（厚8-14um,无细胞结构的均质膜，有神经纤维通过）、基质层（由200-250层胶原纤维板构成，厚约450um，含有粗的神经纤维、角膜基质细胞）、后弹力层（7-12um，无细胞结构的均质膜）和内皮细胞层（一层扁平的六角形细胞）正常人角膜的共聚焦显微镜表现——上皮层1、表层鳞状上皮细胞在共聚焦显微镜下呈现为较规则的多边形细胞，胞体大、高反光，细胞核清晰可见2、翼状细胞层胞体较表层鳞状上皮细胞小，排列紧密，胞体低反光，细胞边界高反光，多边形细胞的细胞核不可见3、基底上皮细胞近似圆形的多边形细胞，胞体最小，排列紧密，胞体低反光，细胞边界高反光，细胞核不可见表层鳞状上皮细胞翼状细胞基底上皮细胞正常人角膜的共聚焦显微镜表现——前弹力层前弹力层由胶原纤维构成，除了Schwann细胞延伸到该层以外，无其他细胞结构。在共聚焦显微镜下，前弹力层表现为无细胞成分的暗反光层面，其中大量纤细的串珠样神经丛穿过，部分区域可见少量朗格汉斯细胞。前弹力层正常人角膜的共聚焦显微镜表现——基质层基质层中为胶原纤维和基质细胞，由于胶原纤维板层排列规则及角膜基质的高度透光性，在共聚焦显微镜下看不到基质层内的纤维结构，只能看到在相对较暗的背景下明亮的角膜细胞核，被一些无一定形状的背景物质分隔开，不能观察到胞质、细胞边界和胶原层。浅基质层细胞核呈各种形状，细胞密度较高；深基质层细胞核呈长圆形，细胞密度较低；基质中神经纤维明显可见，三维下可见其长距离的走行浅基质层深基质层正常人角膜的共聚焦显微镜表现——后弹力层后弹力层位于角膜基质层与角膜内皮层之间，中央厚度只有7—10um。因无细胞结构，故在共聚焦显微镜下未见图像，仅能由内皮细胞和后基质细胞共在的平面来确认。当图像焦距一半在角膜后基质层另一半在角膜内皮细胞层时，二者之间的就是后弹力层，这一层没有细胞结构。正常人角膜的共聚焦显微镜表现——内皮细胞层在共聚焦显微镜下，可见角膜内皮细胞为蜂窝状排列的六角形细胞，均匀规则、边界清晰呈黑色，胞体中高反光，看不到细胞核角膜内皮细胞（四）临床应用在感染性角膜炎中的应用

感染性角膜炎的常见病原微生物为细菌、真菌、病毒、棘阿米巴等。共聚焦显微镜下，真菌菌丝和棘阿米巴包囊均有各自特征性的形态。

真菌菌丝呈高折光性且分支相互交错的丝状或线状结构，周围坏死组织较多时可呈现高反光的背景。有时病变组织中可看到菌丝旁高反光的卵圆形孢子，孢子的检出率要远低于菌丝。真菌性角膜炎的菌丝在感染性角膜炎中的应用棘阿米巴包囊为圆形或椭圆形小体，位于上皮层或浅基质层，双层囊壁或空心，高密度；滋养体表现为不规则高密度，中心可见致密核。病毒和细菌的体积较小，利用目前放大倍率的角膜共聚焦显微镜尚不能直接看到从而确定诊断，因此共聚焦显微镜在病毒性和细菌性角膜炎的诊断中并无明显优势。在穿透性角膜移植术后的应用--角膜上皮和角膜基质细胞穿透性角膜移植术后，稳定的植片上皮细胞形态与正常角膜上皮细胞基本相同，细胞密度也没有明显差别。在穿透性角膜移植术后早期，植片中会出现很多处于激活状态的基质细胞，细胞较小，后基质层由于植片水肿而出现粗大皱褶（Vogt条纹),共聚焦显微镜下可观察到体积较大的高反光胞体，呈有突起的多角形，而细胞核较小、反光减弱，排列较紊乱，密度低于正常细胞；到术后数月，胞体的反光逐渐减弱，胞核又重新可见穿透性角膜移植术后的角膜植片在穿透性角膜移植术后的应用--角膜内皮细胞穿透性角膜移植术后，内皮细胞体积增大，密度减少，细胞形态有不同程度的异常。而且角膜内皮细胞的丢失率明显上升，即使术后没有任何的并发症，角膜内皮细胞的丢失率也远高于正常角膜。共聚焦显微镜下可观察到穿透性角膜移植术后的角膜内皮细胞密度降低，并随时间延长而进一步下降。六角形细胞比例下降，细胞面积增大，细胞大小差异度增加。部分患者内皮细胞间镶嵌着高反光点，疑为炎症反应时细胞外基质残骸沉积穿透性角膜移植术后内皮细胞在穿透性角膜移植术后的应用

--角膜移植术后自身神经的恢复在术后3-6个月即可在植片周边部观察到细小的角膜神经纤维，但在中央区域却不能看到。术后1年，受体的角膜神经逐渐修复，浅基质层和中基质层可见到部分再生的神经纤维。在穿透性角膜移植术后的应用--排斥反应在角膜移植片出现排斥初期（临床上症状和体征尚不明显），移植片边缘的新生血管扩张，血管壁上可见蠕动的、胞体较小而反光度强的细胞。

与此同时，角膜移植片的各层细胞也有相应的特征改变：

上皮排斥线经过的区域，上皮表层及基质细胞均出现胞体肿胀，胞核模糊，表皮细胞出现由于坏死脱落的空泡状等改变；

基质细胞受累时，胞核拉长，细胞间隙加宽，炎症细胞浸润于基质细胞之间；上皮下神经纤维呈串珠状改变；

内皮排斥则在典型的内皮排斥线出现前已有内皮细胞形态改变与白细胞的浸润等；在角膜营养不良、角膜变性疾病中的应用

病变共聚焦显微镜表现颗粒状营养不良中部及基底上皮层可见直径50um的高反光物质沉积，表面及中部上皮细胞排列紊乱，前弹力层区域包含不规则高反光物质，细小的弥漫的营养不良沉积物与角膜基质细胞混合存在，此类沉积物大多数位置表浅，位于前弹力膜周围和前基质中，深部基质中也可见点状高反光沉积物，后弹力膜及内皮层均正常。格子状角膜营养不良基底细胞层可见点状反光物质散在分布于正常细胞之间，可能为细胞的脱屑，前弹力层和后部上皮交界区域可见高反光不规则物质，前基质中含有细小的弥漫分布的营养不良沉积物及丝状直径50um边界不清的反光物质，其余结构正常。Fuchs角膜内皮营养不良共聚焦显微镜下可观察到内皮细胞形态异常，内皮细胞间可见典型的滴状病变（有圆而亮的5-10um的致密中心，被一暗的20-400um圆环包绕的病变）凸向角膜内皮。角膜内皮面呈大片暗区、亮区的不规则交替。病变晚期由于内皮细胞形态被完全破坏，出现角膜内皮功能失代偿圆锥角膜在共聚焦显微镜下可观察到上皮层细胞拉长，Bowman膜部分中断，基质层可见雾状高反光区，与裂隙灯显微镜下圆锥顶部瘢痕位置一致，由成纤维细胞（特点为高反光细胞核）堆积和胶原纤维不规则排列所致，基质细胞密度下降，内皮细胞拉长。在角膜屈光手术中的应用

准分子激光角膜切削术（PRK）去除了角膜上皮层、前弹力层和浅基质层，术后可诱发角膜上皮增生和角膜组织修复反应，可出现角膜雾状混浊。

通过共聚焦显微镜，可观察到PRK术后早期出现基质细胞激活态，可随时间延长逐渐恢复静止状态。出现雾状混浊的区域呈现大片高反光，无法分辨细胞形态；在角膜雾状混浊周边区域的角膜内大多表现为上皮、基质细胞激活态。在角膜屈光手术中的应用

准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）与PRK不同，术后反应轻、不会出现角膜雾状混浊。在共聚焦显微镜下仍可观察到早期大量的激活态基质细胞存在，大量具有明亮反光的颗粒遍布于整个切削面，直径最大约30um，随随访时间延长逐渐消退。弥漫性板层角膜炎（DLK)是LASIK术后并发的一种非感染性炎症，主要病理学特征为角膜瓣层间的炎性细胞浸润。在共聚焦显微镜下，可见患者板层界面高反光颗粒状、不规则形状沉积物，伴大量高反光炎症细胞浸润。LASIK术后发生皮质类固醇性青光眼时，用共聚焦显微镜可观察到角膜无单核细胞或粒细胞浸润，有助于与DLK鉴别，从而进行眼压控制治疗，而非盲目抗炎。LASIK术后弥漫性板层角膜炎在其他眼表及角膜疾病中的应用

1、长期配戴接触镜长期配戴接触镜者角膜基质细胞密度降低，内皮细胞密度减少而异形性增加。常见的表现还有角膜前基质内的点状沉积物、周边角膜朗格汉斯细胞浸润及角膜上皮层炎症细胞浸润等2、眼干燥症眼干燥症患者在共聚焦显微镜下可观察到角膜上皮层和基底下神经丛的形态学改变，眼表各层上皮细胞特别是鳞状上皮细胞增生，上皮细胞呈应激状态，细胞核突出；基底细胞层朗格汉斯细胞增多。上皮下神经增粗，出现异常扭曲，可能是由于神经变性所致（五）注意事项１、通过凝胶与角膜接触的镜头在每次检查结束时都必须使用75%乙醇溶液对镜头表面进行消毒，通过无菌镜头帽与角膜接触的仪器，则需每次严格更换一次性无菌帽，防止交叉感染。２、结膜囊内有活动性炎症并具有传染性者不宜使用接触式检查。３、操作时应尽量避免探头用力挤压角膜导致深层组织的图像出现畸变；对于角膜变薄濒于穿孔的患者不宜进行检查以免诱发穿孔。４、一般每次检查需要进行2个位点的检查，以提高阳性率，减少误差。５、眉弓突出、眼窝较深者容易造成镜头与角膜不能充分接触，在进行检查时应注意。感谢观看第十四章

眼用光学相干生物测量仪一、学习目标0102030405掌握眼用光学相干生物测量仪的操作技术掌握眼用光学相干生物测量仪的参数分析熟悉眼用光学相干生物测量仪的临床应用了解眼用光学相干生物测量仪的概念及原理熟悉眼用光学相干生物测量仪的测量技巧02

眼用光学相干生物测量仪是利用光学原理对眼球组织进行生物参数的测量并进行人工晶状体度数计算的仪器。

测量的眼球生物参数主要包括：眼轴、角膜曲率、角膜厚度、角膜直径、前房深度、瞳孔直径、晶状体厚度、视轴偏心距、瞳孔偏心距等。眼轴角膜厚度前房深度角膜曲率角膜直径晶状体厚度二、概述视轴偏心距瞳孔偏心距生物参数二、概述

2022年1月4日，国家卫生健康委印发《“十四五”全国眼健康规划（2021-2025年）》，持续推进“十四五”期间我国眼健康事业高质量发展。研究表明，未矫正屈光不正和白内障是我国前两位致盲眼病。

眼用光学相干生物测量仪能够精确测量眼轴长度、前房深度、角膜曲率、角膜直径等生物参数，具备非接触、无损伤、快速和易操作等优点，在临床应用日趋广泛，尤其是在近视防控监测和白内障手术中起到了至关重要的作用。二、概述原理扫频光学相干断层扫描（SS-OCT）低相干光反射测量(OLCR)部分相干干涉法测量（PCI）采用超级发光二极管光源、通过旋转玻璃立方体发出纵向扫描光线，对从角膜前表面和视网膜反射光的差异分析检测即可完成对眼轴长度的测量,代表性仪器：LenstarLS900扫频光源发射的激光波长随着时间进行线性变化，穿透整个眼球组织深度产生各种干涉光谱信号，接收器进行相应的傅里叶变换后得到相应的波峰信号，进而得到各个生物参数，代表性仪器：IOLMaster700和OA-2000由激光发出一束具有短相干长度(160μm)的红外光线(波长=780nm)，被分光器分成具有相干性的两束,同时投射到眼内并分别被反射回来，光学感受器测出干涉信号差别获得眼轴长度，代表性仪器：IOLMaster500原理二、概述部分相干干涉法测量（PCI）IOLMaster500扫频光学相干断层扫描（SS-OCT）IOLMaster700原理二、概述角膜曲率（前表面曲率）：5-11mm前房深度：0.7-8mm眼轴长度：14-40mm测量精度：±0.01mm内置人工晶状体度数计算公式：SRKII、SRK/T、HolladayI、HofferQ、Haigis、HolladayII、Haigis-L、Barrett等测量范围二、概述采取坐位、非接触检查，方便快捷，无感染内注视标，保证眼轴测量沿视轴方向，重复性好，准确性高全自动测量，操作简便及符合中国人使用的中文软件界面，学习曲线短光学分辨率高，测量准确性高，误差小可进行眼球状态选择，在不同屈光介质下得到准确的测量，如硅油眼内置多种晶状体计算公式，自动根据眼轴长推荐公式的使用内置晶状体光学常数个性化优化软件优点三、操作技术点击“开始”按钮

隐藏在下颌托中的校准工具将会自动升起按照屏幕中操作提示语测量模拟眼如校准测试通过，点击

“下一步”

进入应用界面如校准测试失败，点击

“重复”按钮重新进行校准

模型眼校准三、操作技术点击“添加”按钮添加新患者选择正确的晶状体状态和玻璃体状态已检查患者可从屏幕左侧现有患者列表中查找选择点击“分析”,“IOL计算”和

“测量”

打开相应对话框界面

受检者信息输入三、操作技术嘱患者下巴放在下颌托上，额头靠在额托上，双眼

处于水平位嘱患者眼睛睁大，注视固视灯测量头初步对准瞳孔中心将测量头由远处往眼睛方向推近，6个LED测量标记点必须以十字线居中分布并聚焦此步会捕获白到白（WTW）图像以检测虹膜边缘初步对准三、操作技术移动测量头往眼睛靠近，使18个LED测量标记的反射点聚焦除实时图像外，垂直（在中央实时图像的右边）和水平（在中央实时图像的下方）OCT扫描也显示出来在每幅图像中均有推荐对准区域（绿色矩形框）。黄点在水平和垂直OCT扫描图像中的绿色矩形框时，正确对准自动模式：仪器会自动开始测量；手动模式：按下操作杆上的按键，开始测量精确对准三、操作技术嘱患者继续盯住红色固视灯将角膜反光中心（黄点）置于绿色对焦框内开始测量，固视检查与精确对准的方法相同，不同的是仅需要聚焦对准6个LED测量标记点固视确认三、操作技术可以重复当前测量（按钮“重复测量”）或移动操作杆将测量头对准对侧眼进行测量测量对侧眼/重复测量三、操作技术√成功的测量:绿色信号指示灯提示技术上合格的测量！提示不确定的测量：黄色指示灯提示操作者应全面检查相关测量标记点×测量失败:红色指示灯提示未检测到测量结果。质量确认帮助评估测量质量固视确认图像CCTACDLTALM质量检查三、操作技术在分析界面分别显示右眼和左眼的下列图像：生物测量断层扫描图像（B-扫描图）角膜曲率测量图像白到白（WTW）图像巩膜图像固视确认图像分析界面三、操作技术点击屏幕右侧或左侧的测量的数据区域可切换眼别或点击OD/OS在测量数据下方，显示每只眼的晶状体状态和屈光手术状态点击“+新公式”选择需要的公式点击“计算”开始计算度数IOL计算四、参数分析及临床应用IOLMaster700运用扫频OCT技术以2000次/秒扫描眼部，获取眼部纵切OCT图像并在6个不同角度（0°、30°、60°、120°、150°）重复该扫描基于OCT图像进行眼球参数测量用于IOL屈光度计算可视化测量和固视确认提供100%真视轴数据可获得视轴上的全程OCT图像，包括1mm的中心视网膜的OCT图像，用于固视确认的同时还可以发现异常黄斑结构扫频光学相干断层扫描技术四、参数分析及临床应用IOLMaster测量的眼轴是从泪膜到视网膜色素上皮层的距离A超测量的眼轴是从角膜到玻璃体内界膜之间的距离IOLMaster系统自动进行了内界膜和色素上皮间不同距离的调整使用IOLMaster光学生物测量仪计算确定植入晶状体度数时，重新优化“人工晶状体常数”是非常必要的。其根本原因是由于光学测量所获得的各种计算常数（如Ａ常数，ACD常数等）与通过超声测量获得的结果是完全不同的晶状体常数的优化四、参数分析及临床应用010203040506人工晶状体度数测定可测普通白内障IOL度数计算的所有数据多种模式沿视轴方向测量，数据更准确眼轴随访监测青少年屈光不正患者眼轴变化闭角型青光眼通过监测和比较手术对前房深度的影响，为青光眼患者更好地控制眼压提供有利信息