利用Corvis ST分析中高度近視屈光手術(shù)前后各角膜生物力學(xué)參數(shù)變化的研究

黎長金 蔡若詩 陸強(qiáng)

[摘要]目的利用Corvis ST 分析中高度近視患者在執(zhí)行屈光手術(shù)前后各角膜生物力學(xué)的變化特征及其規(guī)律，為臨床及科研提供參考依據(jù)。方法選取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民醫(yī)院接受屈光手術(shù)的中高度近視患者121例，均取右眼，共121眼。所有患者進(jìn)行常規(guī)眼部檢查，并采用Corvis ST 分別于術(shù)前及術(shù)后1個月記錄每位患者的角膜生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)。結(jié)果采用配對樣本檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，手術(shù)前后中央角膜厚度（CCT）、眼內(nèi)壓（IOP），第一次壓平時間（A1T）、長度（A1L）、速率（A1V），第二次壓平時間（A2T）、長度（A2L）、速率（A2V），最大壓陷峰距（PD）、最大變形幅度（DA）、最大壓陷反向曲率半徑（HCR）、最薄點(diǎn)厚度/厚度變化率（ARTh）、第一次壓平時角膜硬度參數(shù)（SP-A1）的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05），角膜開始接觸氣流至達(dá)到最大凹面的時間（HCT）與Corvis生物力學(xué)指數(shù)（CBI）的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。結(jié)論中高度近視患者屈光手術(shù)后角膜生物力學(xué)參數(shù)除 HCT、CBI 無變化外，其余參數(shù)均有變化，因此這些變化參數(shù)在屈光手術(shù)中都應(yīng)當(dāng)作為參考。

[關(guān)鍵詞]中高度近視;角膜生物力學(xué)參數(shù);可視化角膜生物力學(xué)分析儀;屈光手術(shù)

[中圖分類號] R778.1+1[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號]2095-0616（2022）10-0161-04

Research on the changes of corneal biomechanical parameters before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST

LIChangjinCAIRuoshiLUQiang

Ophthalmic Optical Center， Foshan Second People's Hospital， Guangdong， Foshan 528000， China

[Abstract] Objective To investigate the characteristics and rules of the changes of corneal biomechanical parameters of patients before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST， so as to provide a reference for clinical and scientific research. Methods A total of 121 patients with moderate or high myopia who underwent refractive surgery in the Second People's Hospital of Foshan from September 2020 to July 2021 were randomly selected. All the right eyes were selected， which were a total of 121 eyes. Conventional eye examinations were performed in all patients， and the corneal biomechanical parameters of each patient were recorded preoperatively and 1 month postoperatively using Corvis ST. Results Paired sample analysis showed that before and after operation， there were statistically significant differences in the central corneal thickness （CCT）， intraocular pressure （IOP）， time of the first applanation （A1T）， length of the first applanation （A1L）， velocity of the first applanation （A1V）， time of the second applanation （A2T）， length of the second applanation （A2L）， velocity of the second applanation （A2V）， maximum peak distance between both collapse （PD）， maximum deformation amplitude （DA）， highest concavity radius value of central concave curvature （HCR）， the ambrosio relational thickness horizontal （ARTh） and stiffness parameter of the first applanation （SP-A1）（P <0.05）. There were no statistically significant differences in the highest concavity time （HCT） when cornea began to contact air flow to reach the maximum concave surface and the Corvis biomechanical index （CBI）（P >0.05）. Conclusion Except for HCT and CBI， the corneal biomechanical parameters of patients with moderate and high myopia after refractive surgery have changed. Therefore， these variable parameters should be used as references in refractive surgery.

[Key words] Moderate and high myopia; Corneal biomechanical parameters; Visual corneal biomechanicalanalyzer;Refractivesurgery

隨著電子產(chǎn)品的頻繁使用，近視患者數(shù)量急劇增加，許多近視患者選擇屈光手術(shù)以達(dá)到矯正近視的目的。然而，無論何種屈光手術(shù)，都會對人眼角膜的完整性造成一定程度的損傷與破壞，從而導(dǎo)致角膜生物力學(xué)結(jié)構(gòu)與生物力學(xué)功能發(fā)生改變[1]。近年來，角膜生物力學(xué)研究備受眼科學(xué)者的關(guān)注，它不但對眼內(nèi)壓有著重要影響，也是評估屈光術(shù)后角膜結(jié)構(gòu)完整性的重要因素。角膜是人眼屈光系統(tǒng)中最為重要的組成部分，保證其結(jié)構(gòu)完整性是極其重要的，為了提高屈光手術(shù)的安全性，規(guī)避手術(shù)的風(fēng)險，在手術(shù)前進(jìn)行有效篩查勢在必行?？梢暬悄ど锪W(xué)分析儀（CorvisScheimpflug technology，Corvis ST）是一種使用Scheimpflug旋轉(zhuǎn)攝像技術(shù)的動態(tài)可視化角膜力學(xué)分析儀，其高速攝像頭每秒可捕獲4300幀的水平Scheimpflug圖像[2]，測量時間約31 ms，共采集和分析角膜形變過程的140幅斷層圖像，其同時具有非接觸性、方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。本研究旨在通過利用Corvis ST 對中高度近視患者執(zhí)行屈光手術(shù)前后角膜生物力學(xué)參數(shù)進(jìn)行對比分析，探究其變化特征及其規(guī)律。

1資料與方法

1.1一般資料

隨機(jī)選取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民醫(yī)院接受屈光手術(shù)的中高度近視患者121例，均取右眼為研究對象，共121眼。其中男43例，女78例;平均（24.36±5.72）歲;術(shù)前等效球鏡度數(shù)平均（-5.69±1.53）D;中央角膜厚度為480～ 637μm，平均（545.07±27.60）μm。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～45歲;術(shù)前等效球鏡度數(shù)（-3.00～-10.00）D;佩戴角膜塑形鏡需要停戴3個月以上，硬性接觸鏡佩戴者至少停戴4周，軟性接觸鏡佩戴者至少停戴2周。排除標(biāo)準(zhǔn)：圓錐角膜、眼部器質(zhì)性病變、視神經(jīng)病變、白內(nèi)障，有眼部手術(shù)史、糖尿病、高血壓病、免疫缺陷等疾病以及妊娠和哺乳。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批，同時將試驗(yàn)方法、可能存在的風(fēng)險及應(yīng)對方案告知患者，患者簽署知情同意書。

1.2研究方法

一般檢查：常規(guī)行視力檢查和主覺驗(yàn)光，測量等效球鏡度數(shù)。所有近視患者均在佛山市第二人民醫(yī)院進(jìn)行檢查，且所有操作均由培訓(xùn)合格的專業(yè)醫(yī)師完成。

Corvis ST 檢查?；颊呦骂M入托額頭固定，叮囑患者眨眼數(shù)次后睜開雙眼并注視中央紅點(diǎn)固視目標(biāo);使用Corvis ST（Oculus，德國）儀器壓頭對準(zhǔn)角膜頂點(diǎn)后進(jìn)行自動識別，均勻向角膜施加空氣脈沖壓力，獲取角膜生物力學(xué)動態(tài)參數(shù)。重復(fù)檢查5次，每次測量間隔2～5 min，取圖像質(zhì)量最好的一次，并記錄角膜生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)：中央角膜厚度（central corneal thickness， CCT）、眼內(nèi)壓（intraocular pressure， IOP），第一次壓平時間/長度/速率（the first applanation time，A1T; the first applanation length， A1L; the first applanation velocity， A1V），第二次壓平時間/長度/速率（the second applanation time，A2T;the second applanation length， A2L;the secondd applanation velocity， A2V），最大壓陷峰距（PD）、最大變形幅度（deformation amplitude， DA）、最大壓陷反向曲率半徑（central curvature radius at highest concavity，HCR）、角膜開始接觸氣流至達(dá)到最大凹面的時間（central curvature time at highest concavity， HCT）、最薄點(diǎn)厚度/厚度變化率（thinnest point thickness/thickness change rate，ARTh）、第一次壓平時角膜硬度參數(shù)（corneal hardness parameters at the first press，SP-A1）、Corvis生物力學(xué)指數(shù)（Corvis Biomechanical index，CBI），以上檢查由同一醫(yī)師完成。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用 SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。所有數(shù)據(jù)采用 Kolmogorov-Smirnov 方法進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x ± s）表示，采用配對樣本 t 檢驗(yàn);不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以 M （P25， P75）表示，采用配對樣本非參數(shù)檢驗(yàn)（Wilcoxon 符號秩檢驗(yàn)）。P <0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

中高度近視患者在屈光手術(shù)后 CCT 的切削量平均值為（96.00±18.00）μm。所有數(shù)據(jù) Kolmogorov- Smirnov 正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，僅 HCR、DA、SP-A1符合正態(tài)分布（P=0.200、0.200、0.200），其余參數(shù)不符合正態(tài)分布（P ≤0.05）。通過配對樣本檢驗(yàn)對屈光手術(shù)前后角膜生物力學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，CCT、IOP、 A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V、PD、DA、HCR、ARTh、 SP-A1的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05），HCT、CBI 的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。見表1。

3討論

在 Hon 等[3-4]的研究表明，Corvis ST 檢測具有較高的重復(fù)性，并且 Hon 等[3，5]對Corvis ST 多項(xiàng)角膜生物力學(xué)參數(shù)的重復(fù)性測量觀察發(fā)現(xiàn)，CCT、IOP、 A1T、DA 等4個參數(shù)的重復(fù)性最好。已有研究對屈光手術(shù)前后上述4個參數(shù)進(jìn)行差異分析[6]，然而鮮有對其他參數(shù)進(jìn)行研究的報道。本文旨在全面分析 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、HCT、ARTh、SP-A1、CBI 等角膜生物力學(xué)參數(shù)在屈光手術(shù)前后的變化特征及規(guī)律。

屈光手術(shù)對角膜組織的切削，使得角膜厚度變薄，因此不可避免會導(dǎo)致角膜生物力學(xué)降低和角膜組織結(jié)構(gòu)特性發(fā)生變化[7-8]。角膜作為一種活體生物組織，其后表面存在著為抵抗眼壓施予的壓力而產(chǎn)生的抗張力。Randleman 等[9]的研究指出，角膜前40%基質(zhì)的抗張力強(qiáng)度明顯高于后60%的角膜基質(zhì)。Mohammad 等[10]也有類似結(jié)論，其研究認(rèn)為對于正常角膜，其抗張力最強(qiáng)的最大區(qū)域位于前部40%的角膜基質(zhì)與周邊部分。然而，無論何種屈光手術(shù)，其本質(zhì)均是對角膜基質(zhì)進(jìn)行切削，使得基質(zhì)層變薄，最終導(dǎo)致角膜的抗張力下降，因此可以理解為影響角膜抗張力的主要原因是角膜基質(zhì)的殘余量，即殘余量越多，角膜抗張力越強(qiáng)。另外，在角膜切削量方面，已有研究證實(shí)[11]，角膜基質(zhì)層切削深度小于角膜整體厚度的30%，角膜能夠維持黏彈性等生物特征，切削深度超過50%，角膜的抗張力明顯減弱，致使角膜易發(fā)生形變，導(dǎo)致角膜生物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。因此可以理解為，若屈光手術(shù)對角膜厚度的切削量低于30%，角膜生物力學(xué)特征能夠得到較好的維持，屈光手術(shù)是安全的。

本研究結(jié)果表明，在屈光手術(shù)前后 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、ARTh、SP-A1等角膜生物力學(xué)參數(shù)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而 HCT 和 CBI 的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從結(jié)果中看出，屈光手術(shù)后絕大多數(shù)角膜生物力學(xué)參數(shù)有明顯變化。其原因可以這樣認(rèn)為，角膜的基質(zhì)層中體現(xiàn)了絕大多數(shù)的角膜生物力學(xué)特征，角膜基質(zhì)層中的黏彈性、剛性等生物特性通過角膜力學(xué)參數(shù)得以體現(xiàn)。屈光手術(shù)切削了部分基質(zhì)層物質(zhì)，使得角膜基質(zhì)變薄，膠原板層減少，致使 CCT 變薄，進(jìn)而導(dǎo)致角膜抗張力降低，造成角膜對Corvis ST 輸送的脈沖氣流的抵抗力下降，角膜到達(dá)第一壓平時間 A1T 變短、長度 A1L 變短、速率 A1V 增加;當(dāng)角膜到達(dá)最大凹陷處時，由于其抗張力降低，使得角膜凹陷度更大， DA 增加、PD 增加、HCR 值降低;在角膜回彈階段，由于其抗張力降低，使得角膜到達(dá)第二壓平時間 A2T 變長、長度 A2L 變短、速率 A2V 增加。Huseynova等[12]的研究認(rèn)為， CCT 與 IOP 是角膜形變反應(yīng)的基礎(chǔ)參數(shù)，對其他角膜生物力學(xué)參數(shù)產(chǎn)生影響，并且 CCT 越高，IOP 越高，脈沖氣流對角膜產(chǎn)生的形變越不明顯。本研究也有類似結(jié)論，屈光手術(shù)后 CCT 與 IOP 均明顯下降，導(dǎo)致角膜對脈沖氣流的抗張力下降，使角膜形變更顯著。既往研究證實(shí) FS-LASIK 術(shù)后眼壓測量值與術(shù)前相比存在明顯下降[13]，李華等[14]研究也表明，角膜厚度、曲率及其他角膜生物力學(xué)降低會使眼壓的測量值下降。本文研究結(jié)論與兩者一致，屈光術(shù)后 IOP 值與術(shù)前相比明顯降低。本研究中 HCT 沒有發(fā)生明顯變化，其可能的原因是角膜抗張力變小，使得角膜到達(dá)最大凹陷時曲率半徑減小，向下壓陷的深度變大，從角膜接觸氣流脈沖開始運(yùn)動至最大凹陷位置的距離增加而導(dǎo)致了達(dá)到最大凹陷位置的時間HCT變長。ARTh、SP-A1是能夠直觀反映角膜硬度的參數(shù)。

本研究發(fā)現(xiàn)，由于屈光手術(shù)后使得 CCT 下降，ARTh與 SP-A1明顯下降，即隨著 CCT 變薄，抗張力下降，ARTh與 SP-A1的值越小，角膜硬度越低。本研究結(jié)果與王丹等[15]的研究結(jié)果一致，其研究結(jié)果表明ARTh、SP-A1與 CCT 呈正相關(guān)，且ARTh、SP-A1越小角膜越軟。CBI 是可用于診斷圓錐角膜的指標(biāo)，該值越大，患圓錐角膜的概率越高。本研究發(fā)現(xiàn)屈光手術(shù)前后 CBI 沒明顯變化，并隨著 CCT 的減少而增加，其可能的原因在于本研究執(zhí)行屈光手術(shù)對角膜的平均切削量為（95.93±18.68）μm，切削量低于全角膜厚度的30%，在安全切削范圍內(nèi)，雖然較之于術(shù)前 CBI 有所增加，但與術(shù)后的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，較為穩(wěn)定。

綜上所述，角膜生物力學(xué)參數(shù)能夠很好地反映角膜生物結(jié)構(gòu)的特性。本文旨在研究屈光手術(shù)術(shù)前術(shù)后角膜生物力學(xué)參數(shù)變化的特征及其規(guī)律，突出對屈光手術(shù)術(shù)前預(yù)測及術(shù)后的質(zhì)量效果評估不但要重點(diǎn)考察 CCT、IOP、A1T、DA 等重復(fù)性較好的參數(shù)，還需綜合考慮在屈光術(shù)前及術(shù)后發(fā)生較大變化的其他參數(shù)，全面地掌握生物力學(xué)參數(shù)的前后變化特征及規(guī)律，為提高屈光手術(shù)的安全性與可靠性提供參考。

隨著屈光不正人數(shù)的不斷增加，越來越多患者選擇屈光手術(shù)治療近視，術(shù)后的安全性與可靠性受到眼科研究者的廣泛重視，屈光手術(shù)術(shù)前預(yù)測及術(shù)后的質(zhì)量效果評估是非常重要的。通過對角膜生物力學(xué)參數(shù)變化規(guī)律的客觀分析與機(jī)制認(rèn)識對于提高手術(shù)成功率與安全性，規(guī)避角膜擴(kuò)張風(fēng)險有著重要意義[16-17]。往后將進(jìn)一步研究高度與超高度近視患者在屈光手術(shù)前后角膜生物力學(xué)參數(shù)的差異及其相關(guān)性，更為全面、客觀地反映眼角膜生物力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律及特點(diǎn)，為臨床研究提供參考依據(jù)。

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（收稿日期：2021-11-29）