《Diagnostics》:Repeatability of Swan600 and Its Agreement with Lenstar LS900 for Ocular Biometry in Children
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目的:评估Swan SW600光学生物测量仪在儿童及青少年眼部生物参数测量中的重复性及其与Lenstar LS900的一致性。方法:本前瞻性研究纳入778名3至18岁儿童及青少年。测量参数包括眼轴长度(axial length, AL)、平坦和陡峭子午线角膜曲
目的:评估Swan SW600光学生物测量仪在儿童及青少年眼部生物参数测量中的重复性及其与Lenstar LS900的一致性。方法:本前瞻性研究纳入778名3至18岁儿童及青少年。测量参数包括眼轴长度(axial length, AL)、平坦和陡峭子午线角膜曲率半径(corneal radii in the flattest and steepest meridians, R1 and R2)、中央角膜厚度(central corneal thickness, CCT)、前房深度(anterior chamber depth, AD)、晶状体厚度(lens thickness, LT)、白到白距离(white-to-white distance, WTW)以及眼轴长度与角膜曲率半径比值(axial length-to-corneal radius ratio, AL/CR)。采用受试者内标准差(within-subject standard deviation, Sw)、重复性系数(coefficient of repeatability, CoR)、变异系数(coefficient of variation, CoV)和组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)评估Swan SW600的重复性。通过配对t检验、ICC和Bland-Altman分析评估两种设备间的一致性。结果:Swan SW600对AL、R1、R2、CCT、AD和AL/CR的重复性极佳(ICC = 0.9918–0.9999),而对LT(ICC = 0.9060)和WTW(ICC = 0.8452)的重复性较低。与Lenstar LS900的一致性最强的是AL(均差?0.050 ± 0.041 mm;95%一致性界限 ?0.131至0.031 mm;ICC = 1.000)、R1(ICC = 0.986)、R2(ICC = 0.980)和AL/CR(ICC = 0.993)。CCT和AD显示出良好的一致性(ICC分别为0.877和0.895),而LT的一致性较低(ICC = 0.689)。WTW的一致性较差(ICC = 0.288)。按年龄分层分析显示,在所有年龄组(包括3至6岁儿童)中,AL、R1、R2和AL/CR的一致性始终较高,而CCT、AD、LT和WTW的一致性则变化较大。结论:Swan SW600在儿童及青少年(包括学龄前儿童)中对AL、角膜曲率半径和AL/CR展现出高重复性和与Lenstar LS900的紧密一致性;然而,LT尤其是WTW观察到较弱的一致性,表明对这些参数的解读应谨慎。
研究背景与目的
近视已成为东亚和东南亚地区儿童及青少年的重大公共卫生问题。在中国,超过半数的儿童青少年及80%以上的高中生受到近视影响,且发病年龄提前和进展加速会增加日后发展为高度近视及相关眼部并发症的风险。因此,早期识别和精确监测眼球生长对于儿童近视防控至关重要。大规模儿童近视筛查多依赖视力检查和非睫状肌麻痹验光,但后者易受调节干扰,尤其在低龄儿童中可能导致屈光状态评估不准确。眼部生物测量参数,特别是眼轴长度(axial length, AL)和眼轴长度与角膜曲率半径比值(axial length-to-corneal radius ratio, AL/CR),可提供客观的眼球发育信息。基于光学低相干反射测量术(optical low-coherence reflectometry, OLCR)的Lenstar LS900虽为成熟的生物测量仪,但在学龄前及低年级学龄儿童中,成功测量需依赖稳定的固视和配合。新开发的Swan SW600生物测量仪据称可实现快速测量(每只眼约1秒)并配备视听固视系统以促进儿童配合。本研究旨在评估Swan SW600的重复性及其与Lenstar LS900在儿童青少年眼部生物测量中的一致性,并通过年龄分层分析评估其在学龄前儿童中的表现。
研究方法概述
这是一项于2024年9月至2025年6月在首都医科大学附属北京同仁医院进行的前瞻性非随机研究,共纳入778名健康儿童及青少年(3-18岁,含322名3-6岁学龄前儿童)。研究采用两台基于OLCR原理的设备:Swan SW600(长沙安视康)和Lenstar LS900(瑞士Haag-Streit)。由一名经验丰富的操作员在同一暗室内按随机顺序进行测量,每位参与者左眼数据用于主要分析。通过受试者内标准差(Sw)、重复性系数(CoR)、变异系数(CoV)和组内相关系数(ICC)评估Swan SW600的重复性。通过配对t检验、ICC和Bland-Altman分析评估两设备间的一致性,并按年龄(3-6岁、7-11岁、12-18岁)进行分层分析。
研究结果
3.1 受试者特征:共778名参与者,平均年龄7.45±3.01岁,其中男孩399名(51.3%)。双侧分析显示,大多数参数在双眼间具有强相关性,但白到白距离(white-to-white distance, WTW)的双眼间一致性相对较弱。
3.2 Swan SW600测量的重复性:AL表现出极高的会话内重复性(Sw = 0.0016 mm, CoR = 0.0043 mm, CoV = 0.0069%, ICC = 0.9999)。R1、R2、中央角膜厚度(central corneal thickness, CCT)、前房深度(anterior chamber depth, AD)和AL/CR的ICC值均高于0.99。晶状体厚度(lens thickness, LT)的重复性较低(ICC = 0.9060),WTW最低(ICC = 0.8452),其CoV最大(6.876%)。
3.3 Swan SW600与Lenstar LS900的一致性:AL的一致性最强(均差?0.050 ± 0.041 mm;95%一致性界限 ?0.131至0.031 mm;ICC = 1.000)。R1、R2和AL/CR也显示出高度一致性(ICC分别为0.986、0.980和0.993)。CCT和AD一致性良好(ICC分别为0.877和0.895)。LT一致性中等(ICC = 0.689),WTW一致性最弱(ICC = 0.288),其95%一致性界限非常宽(?1.324至1.542 mm)。Spearman相关系数与ICC趋势一致。
3.4 年龄分层一致性:在所有年龄组中,AL、R1、R2和AL/CR均保持高度一致性(3-6岁组AL的ICC = 0.999)。前段参数的一致性随年龄变化较大:CCT、AD和LT的一致性随年龄增长而改善(如LT的ICC从3-6岁组的0.417升至12-18岁组的0.785)。WTW的一致性在各年龄组间波动较大(ICC范围0.168-0.613)。Swan SW600在AD、LT和WTW的测量成功率显著高于Lenstar LS900(所有p < 0.01),尤其在7-11岁和12-18岁组中差异更为明显。
3.5 比例偏倚分析:在总体人群中,AL、AD、LT和AL/CR检测到显著的比例偏倚。例如,AL的回归斜率为正(β = 0.0235; p < 0.001),表明随着AL增加,两设备间的差值增大。LT在7-11岁和12-18岁组中检测到显著的负向比例偏倚。
讨论与结论总结
研究表明,Swan SW600在儿童及青少年中对AL、角膜曲率半径和AL/CR具有高重复性,并与Lenstar LS900高度一致,这一优势在学龄前儿童中也得以保持。这得益于其宽带超发光二极管光源和高频信号采集设计,有助于精确定位眼内界面并减少噪声。然而,LT和WTW的一致性较弱,原因可能在于这些参数更依赖于对紧密相邻解剖界面的精确定位,且LT易受调节影响,而WTW的测量依赖于对模糊的角巩膜缘边界的识别,易受图像处理等因素影响。此外,两设备在光学配置、信号处理和折射率算法上的差异也可能导致系统性偏差。值得注意的是,Swan SW600在前段参数上具有更高的测量成功率,这可能与其高速扫描和视听固视系统有关,从而缩短了单次测量时间,尤其有利于低龄儿童。尽管在LT和WTW上一致性欠佳,但对于近视筛查主要关注的AL和AL/CR,Swan SW600表现可靠。研究人员得出结论:Swan SW600在儿童及青少年(包括学龄前儿童)中对AL、角膜曲率半径和AL/CR提供高度重复且与Lenstar LS900紧密一致的测量,其高获取成功率、较快的检查速度和紧凑的一体化设计可能在儿科和大规模筛查场景中具有实用优势。然而,LT特别是WTW的测量应谨慎解读,不应视为与Lenstar LS900可直接互换。未来需开展纵向研究评估其检测轴向生长的能力,并进行正式的工作流程和卫生经济学研究。