编辑推荐：
为解决眼部印模制作中解剖学配准可靠性不足，以及精确表征前眼表面（AOS）形状的问题，研究人员开展了卡迪夫眼形分析方案（CESAP）的研究。结果显示该方案可重复性高、误差在可接受范围。其意义在于为眼部研究和相关临床应用提供可靠方法。
在眼科领域，准确了解前眼表面（Anterior Ocular Surface，AOS）的地形结构至关重要。它不仅影响着接触镜的适配、眼部疾病的诊断，还关系到眼部手术的规划。例如，角膜表面的形状和光滑度是眼部光学系统的关键组成部分，直接决定了能否在视网膜上形成清晰的图像。目前，测量 AOS 地形的方法主要有光学反射测量法和印模成型法。光学反射测量法虽然测量和分析速度快，但存在局限性，多数情况下只能测量角膜区域，在角膜缘和结膜区域，由于光学反射的清晰度下降，测量效果不佳。而印模成型法虽能制作出 AOS 的实际石膏模型，用于定制巩膜接触镜和眼部假体的制造，但在进行精确的解剖学特征测量时，缺乏可靠的解剖学配准方法，难以满足对 AOS 地形精确测量的需求。
为了解决这些问题，来自卡迪夫大学（Cardiff University）、格林威治大学（University of Greenwich）和滑铁卢大学（University of Waterloo）的研究人员开展了一项研究。他们致力于开发一种可靠的方法，实现 AOS 与印模和石膏模型的解剖学配准，并评估该方法在制作精确、可重复的 AOS 形状生物模型方面的可靠性，研究成果发表在《Heliyon》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，设计并制造了铸造支撑装置和地标注册元件（Landmark Registration Element，LRE）。通过 3D 打印（Additive Manufacturing）的选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）工艺制作这些部件，确保了印模托盘在铸造过程中稳定、一致地固定在铸造支撑上，并实现了与眼部解剖结构的正确对齐。其次，使用坐标测量机（Coordinate Measurement Machine，CMM）上的触发式测头对 AOS 石膏生物模型进行数字化处理，获取代表 AOS 形状的点云数据。此外，为了评估材料选择、生物模型的稳定性以及数据采集方法的重复性和再现性，研究人员制作了直径为 22mm 的不锈钢球替代 AOS 生物模型，并使用了接触式和非接触式的数据采集方法 。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 重复性和再现性研究：通过对 3 个替代 AOS 生物模型进行多次测量，结果表明该数据采集方法的重复性和再现性均可接受。以典型的替代 AOS 生物模型为例，4 次测量中数字化点到所有数字化点最佳拟合球的平均距离在 0.002 - 0.010mm 之间。
- 生物模型稳定性研究：对替代 AOS 生物模型进行收缩研究，测量间隔为一个月。分析结果显示，大多数替代 AOS 生物模型尺寸有所减小，但误差在可接受范围内，在 Z = - 4mm 处测量的 2D 圆形轮廓的平均误差为 0.005 - 0.010mm。
研究结论和讨论部分指出，卡迪夫眼形分析方案（Cardiff Eye Shape Analysis Protocol，CESAP）为制作 AOS 石膏生物模型提供了一种可重复且一致的方法。该方案使用白色石膏（Novadur?）铸造印模，能够制作出稳定的替代 AOS 生物模型。CESAP 具有重要的应用价值，它可以作为一个框架，将眼部印模转化为 “真实” 的 AOS 模型，并逆向工程创建 AOS 形状的 3D CAD 模型。这些模型可应用于光学图像（地形仪）校准、假体外壳和巩膜接触镜设计以及 AOS 数据库开发等领域。例如，通过表面印模、石膏铸造和逆向工程相结合，可以比较 “虚拟” 光学方法与 “真实” 表面形状，从而测试仪器的准确性并改进校准方法。同时，精确的 AOS 数字表征有助于改进假体外壳和定制巩膜接触镜的设计和制造，提高其适配性和功能性。此外，CESAP 提供的一致方法，包括地标注册，对于建立 “真实” 的 AOS 数据库至关重要，有助于更好地理解不同种族或屈光不正人群的 AOS 地形变化，为新型接触镜的设计和开发提供支持 。
总之，该研究为 AOS 的研究和临床应用提供了一种可靠的方法，解决了以往研究中的关键问题，具有重要的科学意义和临床应用价值。
