重視角膜生物力學(xué)特性在提高激光角膜屈光手術(shù)遠(yuǎn)期安全性中的作用

陽珊 李瑩

作者單位：中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院眼科，北京 100730

中國是近視大國，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明2020 年中國近視的患病率超過50%[1]，而隨著屈光手術(shù)技術(shù)的革新和改進(jìn)，激光角膜屈光手術(shù)已成為矯正近視的重要方法，每年擬行角膜屈光手術(shù)的人數(shù)超過100萬例[2]。角膜屈光手術(shù)是在健康的角膜組織上進(jìn)行激光切削，且手術(shù)患者大多為年輕患者，其術(shù)后遠(yuǎn)期的安全性一直是屈光醫(yī)師及患者關(guān)注的焦點(diǎn)[3-4]。

角膜擴(kuò)張是指進(jìn)展性角膜變薄、擴(kuò)張的疾病。臨床表現(xiàn)為患者術(shù)后逐漸出現(xiàn)視力下降，伴有近視或散光的增加以及角膜不規(guī)則凸起，多數(shù)呈進(jìn)行性發(fā)展而難以控制。角膜擴(kuò)張常雙眼發(fā)生，嚴(yán)重者出現(xiàn)視力明顯下降、角膜持續(xù)變薄，晚期會出現(xiàn)急性角膜水腫、瘢痕，是激光角膜屈光術(shù)后最嚴(yán)重的遠(yuǎn)期并發(fā)癥，其發(fā)生率約為0.04%～0.60%，表層手術(shù)和SMILE術(shù)后發(fā)生比例少于LASIK[5-6]。其發(fā)生可能與術(shù)前角膜生物學(xué)潛在異常或術(shù)后角膜生物力學(xué)特性下降不足以維持其正常形態(tài)有關(guān)[7]。此外，角膜生物力學(xué)還會影響角膜屈光手術(shù)的多個方面，如手術(shù)適應(yīng)證選擇、手術(shù)方式及設(shè)計(jì)、手術(shù)效果預(yù)測等。因此，關(guān)注及理解角膜生物力學(xué)在角膜屈光手術(shù)中的作用具有十分重要的臨床意義。

1 角膜屈光手術(shù)對角膜生物力學(xué)特性的影響

角膜生物力學(xué)被解釋為角膜抗擴(kuò)張的能力，而完整的角膜層次及結(jié)構(gòu)是維持正常角膜生物力學(xué)的關(guān)鍵。組織學(xué)上角膜分為5層，但不同層次對角膜生物力學(xué)的貢獻(xiàn)不同。上皮層和前彈力層對角膜生物力學(xué)的貢獻(xiàn)最小，刮除后對角膜的生物力學(xué)特性基本無影響[8]；基質(zhì)層是承載應(yīng)力的主要結(jié)構(gòu)，其中前40%的角膜基質(zhì)生物力學(xué)特性最高；后彈力層及角膜內(nèi)皮層主要通過調(diào)節(jié)角膜水合程度影響角膜硬度[8]。角膜的生物力學(xué)特性可隨著年齡的增加逐漸下降[9]。此外，外傷、揉眼、手術(shù)等對眼刺激均可影響角膜的生物力學(xué)特性。

各種類型的激光角膜屈光手術(shù)是通過切削部分角膜基質(zhì)、使得術(shù)后角膜中央?yún)^(qū)變薄而達(dá)到矯正屈光不正的目的。屈光手術(shù)影響角膜生物力學(xué)特性有以下幾個方面：①屈光度數(shù)：術(shù)前近視度數(shù)或者散光度數(shù)越高，角膜切削越深，組織消耗量越大。建議近視度數(shù)＜-12.0 D，散光＞6.0 D，可以推薦有晶體狀眼人工晶狀體植入手術(shù)；②切削光區(qū)：切削光區(qū)越大，切削深度越深。通常設(shè)計(jì)直徑6.0～6.5 mm，個別患者（年輕、男性、暗瞳大、特殊瞳孔、特殊夜晚工作職業(yè)）可以適當(dāng)增加光區(qū)到6.8～7.0 mm，但直徑越大角膜切削越深，安全性越差。而在患者角膜厚度并不充分的情況下，建議相同屈光度情況下，盡量縮小切削面積，而且手術(shù)前告知患者夜間或暗處出現(xiàn)眩光可能性大；③手術(shù)方式：目前激光屈光手術(shù)主要有表層激光手術(shù)和板層（基質(zhì)層）激光手術(shù)，不同手術(shù)方式對角膜生物力學(xué)的影響程度不同[10-11]。表層激光手術(shù)不用制作角膜瓣，切削的部位為角膜上皮下最前表面的基質(zhì)組織，與基質(zhì)層手術(shù)相比，除保留的周邊基質(zhì)及前部基質(zhì)相對更多外，愈合后上皮可塑性、結(jié)構(gòu)的完整性、神經(jīng)末梢快速重塑性均彰顯了表層手術(shù)術(shù)后生物力學(xué)的改變程度明顯小于基質(zhì)層手術(shù)[12-13]。角膜組織的抗張強(qiáng)度主要集中于前40%的基質(zhì)，LASIK術(shù)制作一定厚度的角膜瓣（90～130 μm），角膜切削層面終身不能愈合，僅僅是組織切面的粘合和瓣周邊上皮的愈合。在相同切削深度的情況下，薄角膜瓣（90～100 μm）對角膜的生物力學(xué)影響更小[14]，也是目前推薦的厚度。值得注意的是，過薄的角膜瓣可能會增加角膜瓣破裂的風(fēng)險，操作一定要仔細(xì)。SMILE也是基質(zhì)手術(shù)，但其沒有角膜瓣，角膜切口，神經(jīng)損傷小，相對LASIK對生物力學(xué)特性影響更小，也是目前的主流手術(shù)。

高屈光度、高散光、大光區(qū)、基質(zhì)LASIK術(shù)、厚的角膜瓣都是對角膜的生物力學(xué)特性影響較大的因素，其中切削深度是影響生物力學(xué)特性最主要因素，組織的過度切削會導(dǎo)致角膜生物力學(xué)特性明顯下降，并且與術(shù)后發(fā)生角膜擴(kuò)張的風(fēng)險顯著相關(guān)，屈光術(shù)后角膜殘余基質(zhì)床厚度至少應(yīng)保留250 μm以上[15]，建議在280 μm以上。

2 角膜生物力學(xué)特性的檢測方法

激光角膜屈光手術(shù)臨床診療專家共識指出圓錐角膜是角膜屈光手術(shù)的絕對禁忌證[16]。對于具有明顯臨床表現(xiàn)、體征及異常角膜地形圖的圓錐角膜患者診斷相對容易，而早期或亞臨床期圓錐角膜由于缺乏相應(yīng)的癥狀及體征，診斷相對困難。盡早篩查出亞臨床圓錐角膜患者，對于提高角膜屈光手術(shù)的安全性具有非常重要的意義。目前，篩查亞臨床圓錐角膜的方法主要包括角膜形態(tài)學(xué)和角膜生物力學(xué)兩大類。形態(tài)學(xué)的檢查主要采用角膜地形圖對角膜前后表面高度及形態(tài)、角膜厚度的分布及角膜最薄點(diǎn)移位等參數(shù)進(jìn)行分析，具有較高的敏感性及特異性。此外，采用前節(jié)OCT測量角膜上皮和基質(zhì)厚度分布，也有助于圓錐角膜的診斷[17]。

研究表明圓錐角膜生物力學(xué)特性的改變可能早于角膜形態(tài)的變化，因此評估角膜生物力學(xué)特性將有助于篩查潛在圓錐角膜患者。目前臨床上用于評估角膜生物力學(xué)特性的方法包括眼反應(yīng)分析儀（Ocular response analyzer,ORA）及可視化角膜生物力學(xué)分析儀（Corneal visualization Scheimpflug technology,Corvis ST）[18]。ORA測量的參數(shù)主要包括角膜滯后量（Corneal hysteresis,CH）和角膜阻力因子（Corneal resistance factor,CRF），其篩選圓錐角膜的敏感性和特異性約70%～85%，不同的研究因截斷值不同而存在差異[19]。Corvis ST獲得的生物力學(xué)參數(shù)更多，包括角膜生物力學(xué)指數(shù)（Corvis biomechanical index，CBI）、最大壓陷深度（Deformation amplitude，DA）、斷層角膜地形圖和角膜生物力學(xué)聯(lián)合指數(shù)（Tomographic and biomechanical index,TBI）等，篩選圓錐角膜的敏感度和特異性均高于90%[20]，其中CBI對于亞臨床期圓錐角膜具有最高的診斷效力，TBI對于診斷圓錐角膜和亞臨床期圓錐角膜具有最高的精確性[21]。新的參數(shù)如激光矯正術(shù)后生物力學(xué)指數(shù)（Corvis biomechanical index-laser vision correction,CBILVC）能提高CBI及TBI的敏感性及特異性，并協(xié)助臨床醫(yī)師更早診斷激光術(shù)后角膜膨隆，為是否干預(yù)治療提供依據(jù)。但目前不能僅憑某一指標(biāo)診斷圓錐角膜，需要綜合患者的年齡、家族史、角膜地形圖、角膜厚度、角膜對稱性、角膜直徑、近視或者散光發(fā)展速度、過敏史、揉眼習(xí)慣等指標(biāo)綜合評估。

3 角膜生物力學(xué)特性在角膜屈光手術(shù)中的作用

影響角膜生物力學(xué)特性的因素很多，主要包括：揉眼、眼壓、配戴軟性或硬性角膜接觸鏡、干眼、角膜屈光手術(shù)等。持續(xù)用力揉眼能給角膜的基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)力刺激，并促進(jìn)上皮細(xì)胞產(chǎn)生蛋白酶和炎癥標(biāo)記物，從而破壞角膜的正常結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致角膜生物力學(xué)下降[22]。持續(xù)用力揉眼是發(fā)生圓錐角膜的危險因素之一[23]，因此屈光醫(yī)師在術(shù)前應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的病史采集，及時發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致角膜生物力學(xué)特性下降的危險因素，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，減少術(shù)后發(fā)生角膜擴(kuò)張的風(fēng)險。配戴角膜接觸鏡除了機(jī)械壓迫角膜產(chǎn)生角膜形態(tài)改變外，還能降低角膜上皮的死亡，影響淚膜厚度，從而影響角膜生物力學(xué)特性[24-25]。特別是長期配戴接觸鏡者，檢查前需要停戴接觸鏡1周以上再進(jìn)行測量。干眼患者多點(diǎn)人工淚液后再測量，數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。

角膜屈光手術(shù)會導(dǎo)致角膜的生物力學(xué)特性下降，但不同的手術(shù)方式、切削深度、制瓣方法、光區(qū)大小對角膜生物力學(xué)特性的影響程度不同。因此，要結(jié)合患者眼部特點(diǎn)及需求進(jìn)行個性化的手術(shù)設(shè)計(jì)，盡量減少因角膜組織丟失過多對角膜生物力學(xué)特性產(chǎn)生更大的影響。手術(shù)安全是屈光手術(shù)的最首位的問題和最基本要素，手術(shù)設(shè)計(jì)一定圍繞安全和對角膜生物力學(xué)特性影響小為宗旨。注意以下幾點(diǎn)：①嚴(yán)格掌握手術(shù)適應(yīng)證，對于有手術(shù)禁忌的患者，不能實(shí)施角膜激光手術(shù)，建議選擇眼內(nèi)晶狀體植入或其他矯正方法；②不宜過度矯正屈光度數(shù)，盡量保留多的角膜組織，平衡切削深度與切削光區(qū)的關(guān)系，避免為追求術(shù)后夜間視覺質(zhì)量而盲目擴(kuò)大光區(qū)；③對于角膜薄、高度近視、高曲率、高散光、高不對稱和角膜地形圖異常、近視發(fā)展快、角膜生物力學(xué)偏差等患者可考慮手術(shù)中聯(lián)合角膜交聯(lián)術(shù)治療，以提高角膜的生物力學(xué)特性。

術(shù)后規(guī)律隨訪、合理宣教也是提高手術(shù)安全性的重要保證。圍手術(shù)期使用的糖皮質(zhì)激素類滴眼液可導(dǎo)致眼壓升高，而屈光術(shù)后的角膜組織抵抗眼內(nèi)壓的能力下降[26]，正常眼壓下都有可能出現(xiàn)后表面前突，因此圍手術(shù)期應(yīng)定期復(fù)查關(guān)注眼壓變化情況，避免糖皮質(zhì)激素的長期使用，及時處理術(shù)后高眼壓或者早期使用降眼壓藥物。角膜擴(kuò)張的確切病因并不十分清楚，通常基因突變還是主要原因。角膜屈光術(shù)后發(fā)生危險因素，包括接受手術(shù)時年齡小、角膜薄、高度近視、散光大、術(shù)后殘留基質(zhì)薄、圓錐角膜家族史、過敏性疾病、哺乳期、愛揉眼等。因此，對于存在有角膜擴(kuò)張危險因素的患者更應(yīng)密切隨訪，提高患者自身防范意識。同時手術(shù)設(shè)計(jì)以創(chuàng)傷最小原則綜合分析設(shè)計(jì)手術(shù)。

4 角膜屈光術(shù)后角膜擴(kuò)張的治療方法

一旦發(fā)生屈光手術(shù)后有角膜擴(kuò)張的跡象，如近視發(fā)展、散光再次出現(xiàn)、視力下降、角膜變薄、地形圖下方局部隆起、雙眼地形圖不對稱等，要及時給予關(guān)注和密切隨診或者干預(yù)治療。治療主要包括手術(shù)治療和非手術(shù)治療兩方面。對于矯正視力優(yōu)于0.5，病情無進(jìn)展且角膜厚度大于400 μm的早期擴(kuò)張患者可以通過框架眼鏡矯正[27]。而對于角膜不規(guī)則散光配戴框架眼鏡不能獲得滿意視力者，建議改用硬性透氣性角膜接觸鏡治療。但值得注意的是，這2種方法均不能延緩或阻止角膜擴(kuò)張的進(jìn)展。

手術(shù)治療的方法包括角膜膠原交聯(lián)術(shù)（Corneal collagen cross-linking,CXL）、角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)及角膜移植術(shù)。CXL通過紫外線照射核黃素浸染的角膜，增加角膜膠原纖維間的化學(xué)鏈接，提高角膜生物力學(xué)強(qiáng)度，從而控制角膜擴(kuò)張，具有延緩病情進(jìn)展的作用[28]。隨著對CXL了解的深入，除了經(jīng)典的CXL外，逐漸衍生出快速交聯(lián)法及跨上皮交聯(lián)法，在照射總劑量、照射能量及時間等方面做出改良[29]。CXL治療后3個月角膜曲率逐漸趨于穩(wěn)定，可驗(yàn)配硬性透氣性角膜接觸鏡提高視力。而角膜基質(zhì)環(huán)植入術(shù)也是治療角膜擴(kuò)張、提高視力的有效方法，但目前在中國尚未批準(zhǔn)用于臨床治療。由于角膜供體材料的稀缺，角膜移植常作為其他治療方法無效時的選擇，但仍存在免疫排斥、植片慢性功能失代償?shù)炔l(fā)癥[27]。值得關(guān)注的是，隨著SMILE的開展，SMILE來源的基質(zhì)透鏡作為一種良好的生物材料，能有效替代角膜供體。透鏡植入除了組織材料來源充足、可溯源、健康新鮮、增加角膜厚度、延緩病變發(fā)展的特點(diǎn)外，還具有排斥率極低、操作方便、可取可換、節(jié)約費(fèi)用等優(yōu)勢，逐漸在我國各級醫(yī)院開展來緩解角膜材料稀缺，因此基質(zhì)透鏡再利用或許能成為治療屈光術(shù)后角膜擴(kuò)張的新方法[4,30]。

角膜生物力學(xué)特性是評判角膜安全性的重要指標(biāo)，也與角膜屈光手術(shù)的遠(yuǎn)期安全性密切相關(guān)，應(yīng)給予足夠的重視。在角膜屈光手術(shù)前、術(shù)后均應(yīng)高度重視角膜生物力學(xué)。手術(shù)前進(jìn)行角膜生物力學(xué)檢查，有助于發(fā)現(xiàn)早期圓錐角膜，裨益于選擇合適的手術(shù)方式；手術(shù)設(shè)計(jì)及切削應(yīng)盡量保留多的角膜組織，平衡切削深度與切削半徑的關(guān)系，避免為追求術(shù)后視覺質(zhì)量而盲目擴(kuò)大光區(qū)，應(yīng)最大化地保留角膜組織和生物力學(xué)強(qiáng)度；手術(shù)后長期隨訪除了檢查視力、視覺質(zhì)量、眼壓外，更應(yīng)關(guān)注角膜地形圖、角膜厚度和生物力學(xué)動態(tài)變化，及時發(fā)現(xiàn)角膜生物力學(xué)的改變，保障手術(shù)的長期安全。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，及時早期干預(yù)治療。

利益沖突申明無任何利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明陽珊：收集資料，撰寫論文初稿。李瑩：參與選題，對論文進(jìn)行修改，根據(jù)編輯部意見進(jìn)行修改