绪论　晶状体影像学的发展与应用

晶状体是眼内发挥屈光和调节功能的组织，其形态、质地等随年龄和疾病状态改变，继而引起晶状体生理功能的退化或异常。在临床决策中，影像学检查可提供晶状体形态、质地改变的丰富信息，对晶状体相关疾病的诊断与治疗方案的制订具有重要意义。本书将介绍晶状体影像学在晶状体相关疾病诊疗中的应用，为眼科医师、特检师与医学生提供借鉴。

一、晶状体的解剖特点和生理功能

（一）晶状体的解剖特点

晶状体为眼内一富有弹性的双凸状透明结构（图0-0-1），前方毗邻虹膜，后方有玻璃体支撑。根据空间位置关系，可将晶状体分为前部、后部和前后部交界处的赤道部。根据解剖构成，可将晶状体分为四部分：晶状体囊、晶状体上皮细胞、晶状体纤维细胞和悬韧带。

晶状体囊为晶状体最外围的一层具有弹性的均质基底膜。晶状体上皮细胞是位于前囊和赤道部囊膜下的单层立方上皮。其中，赤道部的晶状体上皮细胞持续增殖、分化为晶状体纤维细胞，形成洋葱样结构。悬韧带一端附着在晶状体赤道部囊膜外表面，另一端附着在睫状肌上，随着睫状肌收缩、舒张使晶状体的形状发生改变。

（二）晶状体的生理功能

晶状体的上述解剖特点决定了其生理功能，即屈光及调节。

晶状体的透明性依赖于晶状体内上皮、纤维细胞的紧密、有序排列，以及晶体蛋白的稳态。晶状体中晶体蛋白浓度极高且具有高度可溶性，这些特性与晶状体双凸透镜的形状、晶状体内部的梯度折射率等一同决定了晶状体的屈光能力。

睫状肌的收缩与舒张及悬韧带的松弛与紧张，引起晶状体前后表面曲率改变，从而使晶状体屈光力发生变化，实现调节功能，让人得以清晰看到不同距离的物体。根据Helmholtz视觉调节定律，视近物时，睫状肌收缩，悬韧带松弛，晶状体变凸，人眼屈光能力增强，视远物时则反之。

二、晶状体影像学检查的临床意义

疾病状态下，晶状体整体与局部的透明性、梯度折射率的分布、结构完整性及形状、位置等可能发生改变，导致相应的功能变化和临床症状。由于晶状体位置相对表浅，且位于晶状体前方的结构（包括泪膜、角膜、房水和瞳孔）均可使光线通过，可通过影像学手段直接或间接地了解晶状体结构与功能的改变，以辅助晶状体疾病的诊疗。

当前用于晶状体影像学检查的仪器/手段包括裂隙灯显微镜，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI），超声生物显微镜（ultrasound biomicroscopy，UBM），Scheimpflug 照相机，眼前节光学相干断层扫描（anterior segment optical coherence tomography，AS-OCT）等。借助并结合不同的影像学手段对晶状体的结构与功能进行准确、全面、快速的评估，在以下方面具有临床意义：

1.定性、定量评估晶状体的位置、形态与质地改变，深化对晶状体结构功能随年龄、疾病动态变化的认识，为指导晶状体疾病的诊断和治疗方案的制订提供影像学证据，为深化对晶状体生理、病理状态的认识提供理论依据。

2.结合其他眼球生物学测量手段，评估晶状体本身的生物参数及其在特殊人群（如高度近视眼、玻璃体切除术后眼）中的变化对全眼屈光力的影响，为精准计算人工晶状体屈光力、指导人工晶状体类型选择提供依据。

三、晶状体影像学检查方法的发展概况

（一）晶状体影像学检查方法的发展简史

科学技术的不断革新推进了眼科影像学的发展。其中，晶状体影像学检查作为眼前节影像学检查的重要部分，经历了很多阶段性的技术突破（图0-0-2）。20世纪初，裂隙灯显微镜的发明使检查者能对眼部结构进行放大，比肉眼直接观察能发现更细微的结构改变；结合不同照明方式，可获得晶状体的切面影像和晶状体混浊对于视轴区光线穿透性的影响。20世纪40年代，基于声学原理的检查设备开始应用于眼科检查。20世纪60年代，Scheimpflug照相机出现，以围绕矢状轴旋转的可见光作为光源，获得冠状面上不同角度的角膜到晶状体的扫描图像，并将图像的测量精度提高到微米级。20世纪90年代，超声生物显微镜面世，与基于光学原理的检查设备不同，它可提供被葡萄膜（虹膜）遮挡的晶状体赤道部与悬韧带的影像。光学相干断层扫描技术在晶状体影像检查中的应用，与此前的其他检查方法、设备相比，除高分辨率外，还可提供更多新的晶状体生物测量参数（三维的倾斜、偏中心数值等）。人们借助各种原理和技术，更加精细地评估晶状体的各项参数，同时深化对晶状体功能的认识，以进一步指导晶状体相关疾病的诊疗。

（二）晶状体影像学检查方法的发展趋势

随着影像学技术的发展，对晶状体各项生物参数的测量逐渐细化。无论是从定性、分级到定量的评估方法，还是从对间接指标到对直接指标的观察，都让晶状体影像学检查结果越来越全面，且具有客观性和可重复性。

1.从定性到定量

以晶状体透明性评估为例，它经历了从用肉眼直接观察有无混浊（包括虹膜新月影投照试验等，图0-0-3），到基于裂隙灯显微镜等眼前节照相的晶状体混浊程度分级系统（lens opacities classification system，LOCS）的应用（即通过对比患者眼前节与标准化拍摄的照片，从对晶状体混浊程度进行分级），再到基于Scheimpflug照相机或AS-OCT以图像灰度定量评估晶状体密度（图0-0-4）这三个主要阶段。

2.从直接到间接

对晶状体形态的评估，早期是通过散瞳或调节前后眼球屈光力的改变来判断的。如今，我们可以利用Scheimpflug照相机、AS-OCT直接测量散瞳或调节前后，甚至是动态观察散瞳或调节过程中晶状体前后表面曲率、厚度与位置的变化。

3.晶状体功能评估参数的多样化

在晶状体影像学检查发展过程中，除了对晶状体某一特定参数测量的细化，也有对前期未被发现或重视的其他参数的补充。

例如，早期评估晶状体位置时，观测指标主要是晶状体轴向的前后移动距离及是否有明显的不全或完全脱位，而如今检查仪器可以测算出肉眼无法直接比较的晶状体倾斜与偏中心情况。又如对晶状体屈光能力的评估，已从早期对眼屈光力的整体计算，发展到如今利用仪器对眼内不同类型的像差进行测量。

综上，对晶状体认识的深化和晶状体影像学技术的进步相辅相成。晶状体影像学检查在经历了20世纪的蓬勃发展后，在测量深度、广度，检查便捷性、客观性和可重复性等层面都有了巨大进展，为了解晶状体解剖生理作出重要贡献，也为晶状体疾病的诊疗打下坚实的基础。

四、晶状体影像学检查方法的原理、优劣与临床应用场景

请见表0-0-1。

五、晶状体影像学检查在临床应用中的挑战与发展方向

（一）晶状体影像学检查在临床应用中的挑战

晶状体影像学检查仪器的原理及优劣已在表0-0-1进行了总结，在临床应用中，上述检查方法仍面临以下挑战：

1.单一检查方法存在各自的盲区，难以通过一种方法或设备快速、全面评估晶状体的结构和功能参数。

2.仪器测量晶状体生物参数的可重复性和不同仪器之间测量晶状体生物参数的一致性也需要进一步验证，以实现各仪器测量值的互换。

3.均难以实现对晶状体悬韧带的精细、定量和动态检查。对晶状体赤道部、悬韧带与睫状肌的观察困难，难以满足对晶状体调节机制进一步认识的要求。

4.目前晶状体影像学检查的分辨率并不能满足活体细胞水平的检查。

5.各种晶状体影像学检查方法获得的图像，因测量过程中图像的畸变以及校正方式的不同，无法测量晶状体内部的梯度折射率。

（二）晶状体影像学检查的发展方向

1.优化检测方法技术，标准化仪器操作。对仪器使用方法的优化和标准化将保证影像学图像采集质量的高水平统一，同时降低操作者的学习成本。

2.对主流检测仪器结果进行一致性验证，获得测量值的互换公式。

3.优化或研发新的影像学检查技术，以实现晶状体-悬韧带-睫状肌一体化图像实时采集，获得晶状体活体细胞水平分辨率的图像，实现晶状体梯度折射率的测量。

4.建立晶状体生物参数数据库，进一步明确晶状体生物参数随着年龄与疾病的变化规律，以深入研究晶状体调节机制、优化人工晶状体度数计算公式。

（刘臻臻　胡乐怡　罗莉霞）

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