Smart術后角膜前表面形態(tài)及高階像差的變化

王淑涵 王桂琴 于澳淼 趙少貞 魏瑞華 黃悅

天津醫(yī)科大學眼科醫(yī)院 天津醫(yī)科大學眼視光學院 天津醫(yī)科大學眼科研究所 國家眼耳鼻喉疾病臨床醫(yī)學研究中心天津市分中心 天津市視網膜功能與疾病重點實驗室 300384

經上皮準分子激光角膜切削術(transepithelial photorefractive keratectomy，Trans-PRK)是利用準分子激光一步完成對角膜上皮和角膜前基質層切削的角膜全激光表層手術。近年來，智能脈沖技術(smart pulse technology，SPT)的應用使角膜基質層切削面更加平滑。SPT技術輔助的Trans-PRK簡稱為Smart。目前關于Smart的研究主要集中在安全性、有效性、高階像差等方面[1-5]，關于角膜非球面參數(shù)(Q值)和前表面不規(guī)則指數(shù)的研究鮮見報道。本研究擬觀察低度和中度近視患者Smart術后角膜Q值、表面變異指數(shù)(index of surface variance，ISV)及高階像差的變化，探討不同屈光度患者Smart術后角膜前表面形態(tài)的改變。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用非隨機對照研究設計。收集2018年11月30日至2019年3月22日于天津醫(yī)科大學眼科醫(yī)院行Smart手術的近視患者54例98眼，根據屈光度不同分為低度近視組(球鏡度≤-3.00 D)和中度近視組(球鏡度為>-3.00～-6.00 D)。低度近視組23例41眼；年齡18～34歲，平均(24.69±6.29)歲；球鏡度為-1.25～-3.00 D，平均(-2.31±0.49)D；角膜中央最薄點厚度(central thinnest corneal thickness，TCT)為492～605 μm，平均(545.58±31.00)μm。中度近視組31例57眼，年齡18～39歲，平均(23.80±6.15)歲；球鏡度為-3.25～-6.00 D，平均(-4.71±0.59)D；TCT為489～596 μm，平均(539.00±35.29)μm。2個組患者年齡及術前柱鏡度數(shù)、TCT比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)；等效球鏡度(spherical equivalent，SE)和球鏡度比較差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.01)(表1)。納入標準：年齡18～39歲；屈光狀態(tài)基本穩(wěn)定時間≥2年(每年近視屈光度數(shù)增長不超過0.50 D)；軟性角膜接觸鏡停戴1周以上，硬性透氣性角膜接觸鏡停戴4周以上，角膜塑形鏡停戴3個月及以上；散光度均≤-2.00 D；最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)≥1.0。排除標準：球鏡度數(shù)>-6.00 D，散光度>-2.00 D；全身患有結締組織疾病或自身免疫系統(tǒng)疾病者；圓錐角膜及亞臨床圓錐角膜患者；眼部有活動性炎癥、感染者；患有嚴重的眼表疾病者，包括干眼、角膜內皮營養(yǎng)不良等。本研究經天津醫(yī)科大學眼科醫(yī)院倫理委員會批準(批文號：2019KY-17)，所有患者均簽署手術及研究知情同意書。

1.2 方法

1.2.1術前檢查 術前進行眼壓、裸眼視力(uncorrected visual acuity，UCVA)、顯然驗光、BCVA、擴瞳驗光、Pentacam、裂隙燈顯微鏡、眼底檢查等。

表1 2個組患者術前基線資料的比較(mean±SD)Table 1 Comparison of baseline data between the two groups (mean±SD)組別例數(shù)/眼數(shù)年齡(歲)SE(D)球鏡度(D)柱鏡度(D)TCT(μm)低度近視組23/4124.69±6.29-2.71±0.49-2.31±0.49-0.92±0.42545.58±31.00中度近視組31/5723.80±6.15-5.06±0.66-4.71±0.59-0.82±0.50539.00±35.29t值0.42112.73614.323-0.8540.866P值0.676<0.01<0.010.3940.389 注:(獨立樣本t檢驗) SE:等效球鏡度;TCT:角膜中央最薄點厚度 Note:(Independent-samples t test) SE:spherical equivalent;TCT:central thinnest corneal thickness

1.2.2Pentacam檢查 采用Pentacam眼前節(jié)分析系統(tǒng)(德國Oculus公司)在暗室環(huán)境自然瞳孔狀態(tài)下進行檢查。囑患者擺正頭位，固視藍光，瞬目后對焦獲取數(shù)據，顯示OK時記錄數(shù)據。每例患者檢查3次，檢查均由同一位技師完成。取最佳圖像記錄角膜高階像差和前表面不規(guī)則性指標。角膜高階像差包括角膜總高階像差(higher-order aberration，HOA)、垂直彗差(vertical coma，Z3-1)、水平彗差(horizontal coma，Z31)和球差(spherical aberration，Z40)；角膜前表面不規(guī)則性指標包括角膜前表面Q值和ISV。Q值取角膜中央前表面8 mm直徑范圍的角膜非球面系數(shù)。

1.2.3Smart手術 所有患者術前3 d雙眼點用左氧氟沙星滴眼液和玻璃酸鈉滴眼液，每日4次；術前點用溴芬酸鈉滴眼液3次。術前常規(guī)消毒，鹽酸丙美卡因滴眼液點眼麻醉，使用開瞼器使角膜完全暴露。采用AMARIS阿瑪仕1050RS準分子激光系統(tǒng)(德國Schwind公司)，切削的激光光斑為0.54 mm，啟動七維眼球跟蹤系統(tǒng)及SPT技術完成手術，術畢佩戴角膜繃帶鏡。手術均由同一經驗豐富的醫(yī)師完成。術后囑患者點用溴芬酸鈉滴眼液每日2次，連用3 d；左氧氟沙星滴眼液每日4次，連用1周；質量分數(shù)0.1%氟美龍滴眼液每日4次，每月遞減1次，連用4個月；玻璃酸鈉滴眼液每日4次，連用4個月。術后戴繃帶型角膜接觸鏡直至角膜上皮愈合。

1.2.4術后隨訪 術后3 d、1周、1個月、2個月、3個月、6個月進行隨訪，所有隨訪的每項檢查均由同一位技術熟練的技師完成。術后1周記錄UCVA，行電腦驗光(日本Topcon公司)和裂隙燈顯微鏡(日本Topcon公司)檢查；術后1個月、3個月、6個月時記錄UCVA，采用非接觸式眼壓計(日本Topcon公司)測量眼壓，行電腦驗光、裂隙燈顯微鏡檢查及Pentacam檢查。測量并記錄各參數(shù)術后3個月值與術前值之差，即Δ角膜厚度、ΔQ、ΔISV、Δ角膜HOA、ΔZ3-1、ΔZ31和ΔZ40。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 25.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料數(shù)據經K-S檢驗證實呈正態(tài)分布，以mean±SD表示。2個組術前基線資料的比較采用獨立樣本t檢驗，2個組手術前后不同時間點角膜Q值、ISV、HOA、Z3-1、Z31、Z40的總體差異比較采用重復測量兩因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。各測量參數(shù)的相關性采用Pearson相關分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2個組術后視力恢復情況比較

2個組UCVA總體比較差異無統(tǒng)計學意義(F組別=0.666，P=0.421)，手術后不同時間點UCVA總體比較差異有統(tǒng)計學意義(F時間=86.782，P<0.01)。術后1周、1個月、3個月2個組UCVA比較差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)，術后3個月2個組UCVA均≥1.0。2個組術后1個月、術后3個月UCVA較術后1周均明顯提高，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)(表2)。

表2 2個組術后不同時間點UCVA的比較(mean±SD)Table 2 Comparison of UCVA between the two groups at different time points after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)術后不同時間點UCVA1周1個月3個月低度近視組410.95±0.251.18±0.24a1.37±0.18ab中度近視組570.91±0.211.18±0.18a1.31±0.16ab 注:F組別=0.666,P=0.421;F時間=86.782,P<0.01.與術后1周比較,aP<0.05;與術后1個月比較,bP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) UCVA:裸眼視力 Note:Fgroup=0.666,P=0.421;Ftime=86.782,P<0.01.Compared with one week after surgery,aP<0.05;compared with one month after surgery,bP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test) UCVA:uncorrected visual acuity

2.2 2個組手術前后不同時間點角膜前表面形態(tài)各參數(shù)的比較

2個組手術前后不同時間點術眼角膜Q值、ISV、HOA和Z40總體比較差異均有統(tǒng)計學意義(Q值：F組別=21.263，P<0.01；F時間=616.294，P<0.01；ISV：F組別=20.532，P<0.01；F時間=108.498，P<0.01；角膜HOA：F組別=18.858，P<0.01；F時間=76.859，P<0.01；Z40：F組別=6.457，P=0.018；F時間=63.005，P<0.01)。2個組術后1個月、3個月角膜Q值、ISV、HOA、Z3-1、Z40均較術前明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)。中度近視組手術后不同時間點的角膜Q值、ISV、HOA、Z40均高于低度近視組，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)。術后1個月、3個月2個組角膜Z3-1、Z31比較,差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)(表3～8)。

表3 2個組手術前后不同時間點術眼角膜Q值的比較(mean±SD)Table 3 Comparison of Q value at different time points between the two groups before and after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜Q值術前術后1個月術后3個月低度近視組41-0.273±0.8170.445±0.191a0.409±0.211a中度近視組57-0.309±0.1040.693±0.203ab0.671±0.204ab 注:F組別=21.263,P<0.01;F時間=616.294,P<0.01.與術前比較,aP<0.05;與低度近視組比較,bP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) Note:Fgroup=21.263,P<0.01;Ftime=616.294,P<0.01.Compared with preoperative values,aP<0.05;compared with the low-myopia group,bP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test)

表4 2個組手術前后不同時間點術眼角膜ISV的比較(mean±SD)Table 4 Comparison of ISV at different time points between the two groups before and after surgery(mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜ISV術前術后1個月術后3個月低度近視組4113.784±2.37626.973±5.611a25.417±5.021a中度近視組5714.838±3.99234.038±5.773ab31.936±5.637ab 注:F組別=20.532,P<0.01;F時間=108.498,P<0.01.與術前比較,aP<0.05;與低度近視組比較,bP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) ISV:表面變異指數(shù) Note:Fgroup=20.532,P<0.01;Ftime=108.498,P<0.01.Compared with preoperative values,aP<0.05;compared with the low-myopia group,bP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test) ISV:index of surface variance

表5 2個組手術前后不同時間點術眼角膜HOA的比較(mean±SD)Table 5 Comparison of corneal HOA at different time points between the two groups before and after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜HOA術前術后1個月術后3個月低度近視組410.433±0.6870.671±0.142a0.707±0.138a中度近視組570.409±0.0810.874±0.216ab0.806±0.160ab 注:F組別=18.858,P<0.01;F時間=76.859,P<0.01.與術前比較,aP<0.05;與低度近視組比較,bP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) HOA:高階像差 Note:Fgroup=18.858,P<0.01;Ftime=76.859,P<0.01.Compared with preoperative values,aP<0.05;compared with the low-myopia group,bP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test) HOA:higher order aberration

表6 2個組手術前后不同時間點術眼角膜Z3-1的比較(mean±SD)Table 6 Comparison of Z3-1 at different time points between the two groups before and after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜Z3-1術前術后1個月術后3個月低度近視組41-0.025±0.152-0.233±0.289a-0.172±0.291a中度近視組57-0.025±0.156-0.234±0.411a-0.195±0.328a 注:F組別=0.141,P=0.710;F時間=19.239,P<0.01.與術前比較,aP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) Z3-1:垂直彗差 Note:Fgroup=0.141,P=0.710;Ftime=19.239,P<0.01.Compared with preoperative values,aP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test) Z3-1:vertical coma

表7 2個組手術前后不同時間點術眼角膜Z31的比較(mean±SD)Table 7 Comparison of Z31 at different time points between the two groups before and after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜Z31術前術后1個月術后3個月低度近視組410.017±0.116-0.050±0.289-0.064±0.190中度近視組570.002±0.137-0.039±0.383-0.033±0.346 注:F組別=0.034,P=0.855;F時間=1.244,P=0.308(重復測量兩因素方差分析) Z31:水平彗差 Note:Fgroup=0.034,P=0.855;Ftime=1.244,P=0.308(Repeated meas-urement two-way ANOVA) Z31:horizontal coma

表8 2個組手術前后不同時間點術眼角膜Z40的比較(mean±SD)Table 8 Comparison of Z40 at different time points between the two groups before and after surgery (mean±SD)組別眼數(shù)手術前后不同時間點角膜Z40術前術后1個月術后3個月低度近視組410.231±0.0620.384±0.188a0.431±0.163a中度近視組570.228±0.0890.520±0.129ab0.529±0.123ab 注:F組別=6.457,P=0.018;F時間=63.005,P<0.01.與術前比較,aP<0.05;與低度近視組比較,bP<0.05(重復測量兩因素方差分析,LSD-t檢驗) Z40:球差 Note:Fgroup=6.457,P=0.018;Ftime=63.005,P<0.01.Compared with preoperative values,aP<0.05;compared with the low-myopia group,bP<0.05(Repeated measurement two-way ANOVA,LSD-t test) Z40:spherical aberration

2.3 2個組各測量參數(shù)的相關性分析

低度近視組和中度近視組ΔQ值、ΔISV均與SE呈負相關(ΔQ值：r=-0.364，P=0.044；r=-0.589，P<0.01.ΔISV：r=-0.298，P=0.039；r=-0.409，P=0.022)；中度近視組ΔQ值與ΔZ40呈正相關(r=0.348，P=0.009)，低度近視組ΔQ值與ΔZ40無顯著相關性(r=0.180，P=0.266)；低度近視組和中度近視組ΔQ值與ΔZ3-1、ΔZ31、剩余角膜厚度均無顯著相關性(ΔZ3-1：r=-0.021，P=0.910；r=0.164，P=0.231.ΔZ31：r=0.012，P=0.951；r=0.182，P=0.183.剩余角膜厚度：r=-0.283，P=0.123；r=-0.229，P=0.092)(圖1，2)。

圖1 低度近視組角膜各參數(shù)之間的相關性 A、B：ΔQ值和ΔISV均與SE呈負相關(ΔQ值：r=-0.364，P=0.044；ΔISV：r=-0.298，P=0.039) C、D：ΔQ值與剩余角膜厚度、高階像差無顯著相關性(剩余角膜厚度：r=-0.283，P=0.123；ΔZ3-1：r=0.012，P=0.910；ΔZ31：r=0.012，P=0.951；ΔZ40：r=0.180，P=0.266)(Pearson相關分析，n=41) SE：等效球鏡度；ISV：表面變異指數(shù)；Z3-1：垂直彗差；Z31：水平彗差；Z40：球差

圖2 中度近視組角膜各參數(shù)之間的相關性 A、B：ΔQ值和ΔISV均與SE呈負相關(ΔQ值：r=-0.589，P<0.01；ΔISV：r=-0.409，P=0.022) C、D：ΔQ值與剩余角膜厚度、ΔZ3-1和ΔZ31無顯著相關性(剩余角膜厚度：r=-0.229，P=0.092；ΔZ3-1：r=0.164，P=0.231；ΔZ31：r=0.182，P=0.183)，與ΔZ40呈正相關(r=0.348，P=0.009)(Pearson相關分析，n=57) SE：等效球鏡度；ISV：表面變異指數(shù)；Z3-1：垂直彗差；Z31：水平彗差；Z40：球差

3 討論

SPT技術是利用富勒烯六邊形模型構建角膜表面立體形態(tài)來設計激光脈沖的排布位置，使激光脈沖在角膜表面的發(fā)射位置間距一致，角膜基質的切削更加平滑，理論上有利于術后角膜上皮的恢復，同時可有效降低術源性像差。

既往研究表明，角膜屈光手術后高階像差主要以彗差、球差的增加為主。因此本研究選取角膜HOA、角膜3階彗差、4階球差為觀察指標。Adib-Moghaddam等[5]報道，Trans-PRK術后18個月角膜HOA、彗差及球差較術前均增加。Luger等[4]比較Trans-PRK和準分子激光上皮下角膜磨鑲術(laser-assisted subepithelial keratomileusis，LASEK)術后3個月角膜前表面像差，發(fā)現(xiàn)2個組患者HOA和球差的比較差異均無統(tǒng)計學意義，但LASEK組各像差的增加高于Trans-PRK組。本研究結果顯示，2個組患者術后3個月Z3-1和Z31比較差異均無統(tǒng)計學意義，中度近視組角膜HOA的球差明顯高于低度近視組，說明不同屈光度Smart術后高階像差的增加主要以球差為主。既往研究表明，術后彗差的大小與切削的偏中心程度相關[6]。本研究中2個組Z3-1和Z31的比較差異無統(tǒng)計學意義，可能是SPT技術和七維眼球追蹤技術的運用，使激光脈沖在角膜表面的分布更合理，降低了術源性彗差的引入。球差是指經瞳孔周邊進入眼內光線的聚焦點與經瞳孔中心的光線聚焦點的差異，角膜前表面形態(tài)改變可能是球差產生的主要原因[7]，所以中度近視組球差的增加顯著高于低度近視組。

角膜表面是一非球面形態(tài)，多數(shù)角膜呈越往周邊越平坦的橢球形。角膜表面非球面性產生的正球差可與晶狀體產生的負球差相互抵消，從而產生更好的視覺質量。ISV描述的是偏離角膜前表面平均曲率的程度，因此ISV在某種程度上代表了一種非球面性。大量研究證明，角膜屈光手術后角膜前表面的形態(tài)由非球面向扁橢圓形改變，Q值明顯由負值向正值方向改變[8-10]。角膜屈光手術的原理是在角膜中央光學區(qū)切削一定量的角膜基質從而達到矯正屈光不正的目的，切削的基質為中央厚周邊薄，使角膜中央變平，其對角膜前表面形態(tài)和高階像差的改變產生一定的影響。研究表明，激光產生的熱負荷可導致角膜中央非球面性的顯著增加，而且這種改變與溫度上升呈正相關，考慮可能與熱負荷導致角膜的橫向膠原纖維收縮和應力的再分配有關[11]。Azar等[12]研究認為，無論是表層手術還是板層手術，傷口愈合反應都是限制角膜屈光手術可預測性的一個重要因素，也極有可能影響術后角膜前表面形態(tài)和高階像差的改變。角膜切口大小、上皮增生等愈合反應相關因素均會影響術后角膜前表面形態(tài)的變化。

本研究結果顯示，Smart術后2個組角膜前表面Q值均由負變正，術后3個月2個組角膜Q值和ISV比較差異均有統(tǒng)計學意義，與既往研究結果一致[8-10,13]。說明2個組對角膜基質的切削均會使角膜變扁平，且隨著近視度數(shù)的增加，角膜前表面形態(tài)的改變更加明顯。角膜Q值和ISV的改變主要與切削量有關；其次，Smart術后角膜生物力學變化也可能是影響Q值和ISV改變的原因。角膜屈光手術過程中切削一定量的基質，理論上角膜中央板層的張力會有一定程度的降低，角膜周邊的張力對角膜中央區(qū)有一定的牽拉作用，導致角膜前表面非球面性的改變，也可解釋角膜Q值和ISV在2個組表現(xiàn)出的差異性。本研究相關分析結果顯示，ΔQ和ΔISV均與術前SE呈負相關，中度近視組的相關性高于低度近視組，說明隨著屈光度數(shù)的增大，術后角膜前表面形態(tài)變化也越大，這一結果與國內外相關研究結果相似[14-15]。有研究認為角膜準分子激光手術Q值的變化量與剩余角膜厚度呈正相關[16]，但本研究結果顯示二者無顯著相關性，可能與Smart手術對角膜基質的切削深度較淺有關。本研究結果顯示，中度近視組ΔQ值與ΔZ40呈正相關，而低度近視組無顯著相關性。有研究顯示，角膜Q值越偏正，球差越大[17]，與本研究結果一致，進一步說明了隨著近視度數(shù)的增加，切削量增加，角膜Q值由負變正的趨勢更加明顯，所引起的球差也就越大。

綜上所述，本研究結果顯示Smart術后低度近視眼和中度近視眼角膜高階像差及ISV均較術前增加，角膜Q值由負變正，而低度近視眼對角膜前表面非球面性的影響較小，為進一步評估患者Smart術后視覺質量提供了一定的參考。Smart手術對角膜前表面形態(tài)改變的影響仍需要與其他屈光手術方式進一步對比研究，從而更好地評估Smart術后角膜前表面非球面性改變和視覺質量。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突