《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》：Comparison of correction formulas for intraocular pressure measured by Goldmann tonometer following various refractive surgeries (FS-LASIK, SMILE, tPRK)
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本综述系统比较了14种Goldmann眼压计（GAT）矫正公式在FS-LASIK、SMILE和tPRK三种屈光手术后的应用效果，创新性地引入动态轮廓眼压计（DCT）测量差异作为参照标准，通过一致性相关系数（CCC）和±2 mmHg误差比例等多维度指标，首次明确了不同手术方式的最优矫正公式选择策略，为屈光术后青光眼筛查提供了精准化评估方案。
屈光手术后Goldmann眼压测量的矫正公式比较研究
引言
眼压（IOP）是眼内容物对眼壁施加的压力，其准确评估对青光眼的早期诊断和疾病进展监测至关重要。近年来，随着近视患病率的大幅上升，角膜屈光手术已成为矫正近视性屈光不正的常用方法。常见术式包括飞秒激光辅助原位角膜磨镶术（FS-LASIK）、小切口透镜取出术（SMILE）和经上皮准分子激光角膜切削术（tPRK）。尽管这些手术的目标都是实现正视化，但它们的手术机制不同，并且都会导致不同程度的角膜生物力学减弱。这种生物力学的改变可能导致眼压被低估。
目前用于测量眼压的眼压计种类繁多，其中Goldmann平压眼压计（GAT）仍是临床金标准。角膜厚度对GAT读数有显著影响，其在520 μm时最准确，偏差可能导致眼压的高估或低估。动态轮廓眼压计（DCT）受角膜生物特征特性（如厚度、组织结构和水合作用）的影响较小。研究表明，屈光手术后角膜厚度、曲率和生物力学的变化可导致GAT测量的眼压值显著降低，而DCT几乎不受术后角膜生物力学变化的影响。然而，DCT的临床采用和接受度仍然有限，部分原因是其技术要求较高，且比GAT更依赖于患者的配合。
为了调整术后眼压读数，人们提出了各种GAT矫正公式。这些公式大多基于临床数据回归分析、数学分析或有限元模拟。有些是基于接受激光原位角膜磨镶术（LASIK）的患者数据推导的，而另一些则是使用接受光屈光性角膜切除术（PRK）的患者数据开发的。目前尚无普遍认可的方法来比较屈光手术后眼压矫正公式的有效性。此外，仍然缺乏关于GAT-IOP矫正公式对FS-LASIK、SMILE和tPRK手术适用性的全面比较。
方法
患者与参数
这项前瞻性研究纳入了160名近视患者（160只眼），他们在温州医科大学附属眼视光医院计划接受三种屈光手术之一——FS-LASIK（58只眼）、SMILE（52只眼）或tPRK（50只眼）。所有患者均为东亚汉族人，被诊断为屈光不正，并符合角膜屈光手术指征。排除标准包括患有其他眼部疾病、有眼部手术或外伤史、全身性疾病、术前停戴角膜接触镜时间少于2周、不愿参与研究或无法完成术后3个月随访。
记录的手术参数包括光学区直径、切削深度（AD）、剩余基质层厚度以及以矫正平均球镜当量（cMSE）表示的屈光矫正度数。使用角膜地形图（Pentacam HR）测量中央角膜厚度（CCT）和中央3毫米前表面平均曲率屈光力（Km）。在术前和术后3个月测量GAT（AT900）和DCT（SMT Swiss Microtechnology AG）的眼压数据，分别记录为IOPpre和IOPpost。所有检查由同一位经验丰富的检查者在同半天内完成，患者取坐位。DCT和GAT均采用接触式测量。测量顺序随机，接触式眼压测量在表面麻醉下进行。每次测量重复三次，每次测量间隔至少5分钟，眼压值取读数差异小于2 mmHg的平均值。
从不同文献中收集了十四种不同的Goldmann眼压计矫正公式（F1至F14）。使用这14个公式对术后3个月的GAT测量眼压值进行调整，并与术前GAT测量值进行比较。术前和术后的DCT测量值也作为参考进行比较。
手术
在FS-LASIK手术中，使用飞秒激光（Ziemer Ophthalmic Systems AG）制作角膜瓣，使用Amaris 750 Hz准分子激光（Schwind eye-tech-solutions）进行组织切削。角膜瓣厚度范围为95至110 μm，切削区直径从6.93 mm到8.35 mm。SMILE手术使用飞秒激光平台（VisuMax; Carl Zeiss Meditec）进行，在120 μm的帽下取出厚度为68-145 μm的基质透镜。在tPRK手术中，使用Schwind Amaris 750 Hz准分子激光的像差消除模式进行上皮和基质切削，切削深度为49-132 μm。
三种手术的术后护理相似：术后滴一滴妥布霉素地塞米松眼液，并在角膜上放置绷带式角膜接触镜，FS-LASIK术后保留1天，tPRK术后保留5-7天直至角膜上皮完全愈合。取下绷带镜后，使用0.1%氟米龙和0.5%左氧氟沙星，每日四次，持续1周。随后，FS-LASIK和SMILE手术组氟米龙的剂量每周逐渐减少，1个月后停药。tPRK组术后2-3周内氟米龙的剂量逐渐减少，2-3个月后停药。
统计分析
使用SPSS 26.0和MedCalc进行统计分析。根据正态分布检验，使用单因素方差分析或Kruskal-Wallis检验比较三种屈光手术之间的差异。使用配对t检验和Cohen‘s-D评估术前和术后眼压测量值之间的差异，Cohen’s-D是一种效应量统计量，用于标准化均值差异（较小的Cohen‘s-D值表示差异较小）。使用一致性相关系数（CCC）评估相关性和准确性，该系数结合了皮尔逊相关系数的特性和偏倚的影响。使用Bland-Altman图评估术前和术后眼压的一致性水平。将预测误差在±2 mmHg以内的百分比作为综合指标，比较不同矫正公式的性能。
结果
纳入患者的术前数据表明，三种手术方式在年龄、cMSE、术前CCT、术前GAT和DCT眼压值方面无显著差异。然而，在切削深度（AD）和术前平均角膜曲率（Km）方面存在统计学显著差异（P < 0.05）。术后GAT和DCT读数，以及使用各种公式矫正后的术后GAT值显示，总体而言，未经矫正的GAT得出的术后眼压值较低，而DCT得出的测量值较高。大多数矫正公式产生的术后眼压值介于未经矫正的GAT和DCT所得值之间；然而，F8和F9在所有三种手术中显示的术后眼压值略低于未经矫正的GAT测量值。
在FS-LASIK和SMILE组中，经F3、F4、F11和F12矫正的术后眼压值与术前眼压值无统计学显著差异（均p > 0.05，Cohen’s-D值小）。在tPRK组中，经F1和F2矫正的术后眼压值与术前眼压值无显著差异（均p > 0.05）。同时，FS-LASIK和SMILE组的DCT测量值在术前和术后有显著差异（均p < 0.05），但tPRK组无显著差异（p > 0.05）。
一致性相关系数（CCC）分析显示，F1和F13在FS-LASIK、SMILE和tPRK中均表现出持续优异的一致性，其CCC值与DCT相当或超过DCT。FS-LASIK和SMILE的公式排序模式相似，但与tPRK中观察到的不同。F3和F4在FS-LASIK（CCC分别为0.372和0.373）和SMILE（CCC分别为0.379和0.375）中表现出良好的性能；然而，它们的CCC值低于DCT观察到的值。相比之下，tPRK显示出不同的结果，除F1和F13外，F9（CCC = 0.538）和F2（CCC = 0.316）显示出最佳的一致性系数。在所有三种手术中，大多数矫正公式比未经矫正的GAT测量获得了更高的CCC值，但FS-LASIK中的F8（CCC = 0.153）和tPRK中的F10（CCC = 0.0923）除外。所有其他公式的CCC改进均具有统计学意义（均P < 0.05），而tPRK中的F7和F10未达到显著性。
Bland-Altman分析显示了矫正后术后眼压值与术前值之间的平均差异（Δ = 术前 - 术后眼压值）和95%一致性界限（LoA）。所有三种手术程序中，DCT测量的术前和术后眼压平均差异比GAT更接近零，尽管两者都显示出类似的窄LoA。经F1矫正后，SMILE和tPRK的平均差异比DCT更接近零，LoA更窄，在FS-LAISK中与DCT相似。使用F3、F4和F11矫正后，FS-LASIK和SMILE眼的平均术前术后差异倾向于比未经矫正的GAT获得的差异更接近零，并且也小于相应的DCT差异。尽管矫正后的LoA略宽于DCT，但对于F3和F4，它们仍然窄于未经矫正的GAT。在tPRK组中，经F1和F2矫正的术后值与DCT具有相当的一致性。除F8和F9外，其他公式矫正后的95% LoA在临床可接受范围内。
关于预测误差在±2 mmHg范围内的比例，在FS-LASIK组中，F3（72.41%）的比例最高，其次是F11（67.24%）、F2（67.24%）和F4（63.79%）。在SMILE组中，F7（65.38%）在±2 mmHg范围内的差异比例最高，其次是F11（63.46%）、F12（63.46%）、F4（61.54%）和F13（61.54%）。对于tPRK，许多公式导致与DCT相比误差增加。F13（70.00%）、F1（64.00%）和F2（62.00%）表现出相对较好的性能，误差在2 mmHg以内。
讨论
角膜屈光手术通过切除部分角膜使光线聚焦在视网膜上，改变了角膜生物力学，导致Goldmann眼压计术后低估眼压。尽管许多研究者提出了矫正公式，但大多数研究集中在PRK上，对于FS-LASIK、SMILE和tPRK手术，仍然缺乏全面的公式收集或彻底的比较分析。这些公式的评估指标也有限。在本研究中，我们汇总了14种先前发表的GAT矫正公式用于这三种手术方法，并引入了新的评估指标——包括CCC和±2 mmHg以内的差异比例——以确定每种手术最合适的公式。此外，我们使用DCT-IOP差异作为相对的方法学参考。如果公式矫正后的差异小于DCT差异，我们认为矫正效果优异。
GAT和DCT都是测量眼压的接触式方法，它们的测量结果高度相关。研究表明DCT测量值不受屈光手术影响，表明在多种手术程序中术前和术后值无显著差异。尽管DCT测量可能仍受年龄、角膜曲率等因素影响，但越来越多的证据表明DCT受角膜厚度和生物力学改变的影响显著小于GAT，并且与有创测压法的一致性比GAT更接近。因此，DCT已被广泛采用为非侵入性比较研究中的相对参考标准。因此，我们使用DCT-IOP差异作为参考标准之一。如果公式矫正后的差异接近甚至小于DCT差异，我们认为矫正效果良好。在我们的研究中，tPRK术前和术后DCT的差异（p = 0.183, Cohen’s d值 = 0.19）小于FS-LASIK（p < 0.05, Cohen’s d值 = 0.58）和SMILE（p < 0.05, Cohen’s d值 = 0.86）。这可能是因为tPRK手术对角膜的生物力学影响最小。在FS-LASIK和SMILE组中，DCT测量的术前术后差异小于GAT观察到的差异，表明DCT受屈光手术相关角膜改变的影响较小。然而，DCT测量可能仍受角膜状态、生理性眼压波动和固有的测量变异性影响。因此，在本研究中，DCT不被视为金标准，而是作为变化的参考，以便对矫正公式进行情境化评估。
CCC主要反映两个变量之间的一致性，包括它们的相关性和偏倚的影响，提供一个单一的量化值。Bland-Altman分析从临床角度评估一致性，通过明确显示系统偏倚和一致性界限（LoA），从而指示个体测量的预期误差范围。尽管相关，但这两种方法评估了一致性的互补维度，当测量显示最小偏倚但存在显著变异性，或反之亦然时，它们之间可能出现差异。因此，CCC应结合Bland-Altman偏倚和LoA进行解释，因为临床适用性更适当地由绝对一致性和临床可接受的误差范围决定，而不是单独由单一的一致性指标决定。研究发现PRK术后眼压下降2-3 mmHg，因此我们计算了每个公式在2 mmHg以内的差异比例，以提供更精确的支持。
基于结合平均差异、离散度、效应量、CCC和±2 mmHg以内比例的综合评估，几个矫正公式在特定手术亚组中表现出与DCT相当或超过DCT的性能。在FS-LASIK中，将术前和术后DCT测量值的差异与使用F3、F4、F6、F7、F11和F12矫正后的差异进行比较，发现这些公式矫正后的差异接近甚至小于DCT差异。在SMILE中，使用F3、F4、F7、F11和F12矫正后的差异接近甚至优于DCT差异。在tPRK中，使用F1和F2矫正后的差异接近甚至优于DCT差异。在基于LASIK的模型中（F1, F3, F4, F6, F7, F9, F12, F13），F3、F4、F7和F12在FS-LASIK和SMILE后显示出更好的矫正结果，但在tPRK中仅表现一般。F6产生中等结果，F9表现不佳。相比之下，F1在FS-LASIK和SMILE中没有显示出显著优势，但在tPRK中表现更好。在基于PRK的模型中（F2, F5, F11, F14），F2在tPRK中表现更好，而F11在FS-LASIK和SMILE中表现更好。
在我们的研究中，FS-LASIK和SMILE术后表现良好的矫正公式存在部分重叠，而与tPRK比较时观察到更明显的差异。这种差异可能归因于推导矫正模型所使用方法学框架的差异，以及每种屈光手术引起的独特生物力学改变。矫正公式最初是基于不同的手术技术、研究人群和建模假设开发的，这可能限制了它们在各种手术中的普适性。从生物力学角度看，FS-LASIK和SMILE比tPRK引起更显著的角膜结构改变，包括更大的基质胶原结构破坏、剩余基质层厚度的变化以及角膜应力的重新分布。相比之下，tPRK避免了角膜瓣或透镜的制作，主要影响浅层基质，从而保留了更多的前部角膜结构，导致生物力学改变的幅度较小。这些手术特异性的生物力学差异可能影响角膜对抗平压的反应，并为观察到的GAT矫正公式在不同手术中性能的变异性提供了合理的解释。与这一解释一致的是，tPRK手术前后DCT测量值的差异较小（p > 0.05），并且与FS-LASIK或SMILE相比，更少的矫正公式在tPRK中表现出卓越性能。需要注意的是，tPRK术后观察到的相对较小的生物力学改变可能导致GAT测量的眼压低估程度降低。在这种情况下，包含术前眼压的矫正公式（例如F1）可能看起来表现更好，部分原因是术后GAT值保持更接近基线测量值，而不是因为对手术引起的生物力学变化有更好的矫正。
之前有研究比较了近视PRK术后GAT-IOP值（经九种不同公式矫正）与术前眼压值，发现当术前眼压已知时，F13（Rashad公式）和F1（Chihara公式）表现更好，而当术前眼压未知时，F5（Rosa公式）和F4（Duch公式）更优。当我们扩大收集的公式数量并进行更全面的评估时，我们观察到的结果与他们的发现部分一致。具体来说，F1（Chihara公式）在tPRK后表现出更强的适用性，表明F1即使在不同研究人群中也能保持良好的稳定性。
另一项研究比较了FS-LASIK和SMILE术后1个月经Pentacam五种公式矫正的眼压与自身术前眼压值。根据他们的研究，Shah公式似乎最适合SMILE，而F10（Dresden公式）、Orssengo-Pye公式和F7（Kohlhaas公式）更适合FS-LASIK；值得注意的是，F7适用于FS-LASIK但不适用于SMILE。由于其中一些公式并非专门为屈光手术后设计，我们的研究仅纳入了F10（Dresden公式）和F7（Kohlhaas公式）。我们评估了这14个公式，并评估了术后3个月的眼压。与术后1个月相比，术后3个月角膜水肿已消退，角膜更稳定，这可能使眼压测量结果也更稳定。在我们的研究中，F7（Kohlhaas公式）在SMILE手术后表现良好，在FS-LASIK手术后也取得了相对较好的矫正结果，而F10的优势不明显。
除非进行有创测量，否则无法测量真实眼压，并且不确定术后3个月实际眼压是否发生变化。我们假设屈光手术中的眼表程序对真实眼压影响极小，因此使用术前眼压作为矫正术后测量值的参考。一些现有研究也类似地使用术前眼压值作为参考标准。然而，由于术前和术后眼压测量并非在同一天进行，每日眼压的波动可能会影响测量结果。此外，不同手术组在切削深度和角膜曲率等基线差异反映了不同屈光手术的内在特征，可能影响术后角膜生物力学，从而影响GAT测量。因此，矫正公式的性能是在每个手术组内进行评估的，而不是通过直接的组间比较。尽管如此，基线差异可能部分解释了公式性能在不同手术技术之间的变异性，这应被视为本研究的一个局限性。
结论
总之，F3、F4和F11更适用于FS-LASIK和SMILE，但在tPRK中未显示优势。F1和F2更适用于tPRK。尽管F1矫正后的测量值在FS-LASIK和SMILE中也比未矫正的有所改善——产生的差异更接近DCT——但其包含的术前眼压参数（这也是我们比较的参考）可能会引入评估偏倚。当术前眼压值不确定时，建议使用F2进行tPRK术后矫正。总体而言，我们的研究结果为不同屈光手术后GAT矫正公式的选择提供了支持性的方法学信息，并可能有助于屈光手术后高眼压症的筛查阶段。
