Photoshop軟件設(shè)計指導(dǎo)的飛秒激光輔助DLK治療圓錐角膜

亓?xí)粤?王妙霖 林瀟 賈艷妮 黃慈欣 高華

圓錐角膜患者角膜移植手術(shù)屬于屈光性角膜移植，手術(shù)的主要目的是阻止角膜繼續(xù)前突變薄和提高手術(shù)后的視覺效果[1-2]。良好的視覺效果與角膜植片直徑的大小密切相關(guān)。角膜植片過小，植片與植床愈合處以及縫線接近視軸區(qū)，不可避免地影響術(shù)后的屈光效果；加大角膜植床/植片直徑，可以減少術(shù)后散光，提高術(shù)后視力效果，但縫線靠近角膜緣，容易產(chǎn)生新生血管，導(dǎo)致縫線過早松動或誘發(fā)免疫排斥反應(yīng)[3-4]。因此，根據(jù)患者角膜直徑的大小，進(jìn)行個性化設(shè)置角膜植片的直徑，對于提高術(shù)后屈光效果、減少并發(fā)癥具有重要意義。因此本研究借助于Photoshop軟件，同時聯(lián)合飛秒激光超精細(xì)切割的優(yōu)勢，術(shù)前根據(jù)患者角膜直徑的大小個性化設(shè)計角膜植片的直徑，希望為圓錐角膜患者提供更優(yōu)異的視覺效果。

1 對象與方法

1.1 對象

納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷為圓錐角膜完成期，框架眼鏡最佳矯正視力（BCVA）低于0.3；②硬性透氣性角膜接觸鏡（Rigid gas permeable contacet lens,RGPCL）不耐受或RGPCL矯正視力低于0.5；③角膜曲率大于55 D；④角膜中央最薄處厚度＜400 μm；⑤術(shù)后能規(guī)律隨訪至少12個月[5-6]。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往眼科手術(shù)史；②既往眼部外傷史；③免疫性角膜及眼表疾病；④角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)小于2 000 個/mm2；⑤合并白內(nèi)障、青光眼、視網(wǎng)膜脫離等器質(zhì)性病變者；⑥全身系統(tǒng)性疾病不能耐受手術(shù)者。

收集山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬眼科醫(yī)院2016年12 月至2018 年12 月因圓錐角膜完成期擬行飛秒激光輔助深板層角膜移植術(shù)（Deep lamellar keratoplasty,DLK）的患者作為研究對象，根據(jù)患者意愿分為研究組和對照組。本研究經(jīng)所有患者知情同意并經(jīng)山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬眼科醫(yī)院倫理委員會審批通過（批號：SDSYKYY20161105）。

1.2 方法

1.2.1 術(shù)前檢查 裸眼視力（UCVA）、BCVA、等效球鏡度（SE）、散光、內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)等。角膜地形圖（WaveLight-Allegro Oculyzer，德國鷹視公司）測量角膜曲率、角膜不對稱性指數(shù)；光學(xué)相干斷層掃描（OCT）（RTVue-100，美國Optovue公司）測量角膜中央及周邊厚度。

1.2.2 植片/植床直徑 對照組植床/植片直徑統(tǒng)一設(shè)定為7.9/8.2 mm，研究組應(yīng)用Photoshop軟件個性化設(shè)計植床/植片直徑，方法如下（見圖1）。

圖1.應(yīng)用Photoshop軟件個性化設(shè)計角膜植片直徑的步驟A：應(yīng)用數(shù)碼裂隙燈顯微鏡拍照采集角膜圖像；B：用Photoshop 7.0軟件打開患者角膜及比例尺圖片；C、D：使用拖動工具將比例尺拖拉至角膜圖片上，對角膜水平徑及垂直徑進(jìn)行測量；E：個性化設(shè)計植床直徑，使用畫圓工具畫出合適大小的圓環(huán)，原則是確保切割范圍覆蓋圓錐錐體，同時角膜緣至少預(yù)留1.5 mm作為縫線區(qū)域；F：用比例尺測量植床的直徑，設(shè)定植片直徑比植床大0.30 mmFigure 1.Procedures for individualized design of corneal graft diameter with PhotoshopA: Corneal images were collected by digital slit lamp photography.B: Open the cornea and scale pictures with Photoshop 7.0.C,D: Use the dragging tool to move the scale to the cornea picture,and measure the horizontal and vertical diameter of the cornea.E: Personalized design the diameter of planting bed diameter: Draw a circle of appropriate size,the principle is to ensure that the cutting range covers the conical cone,and at least 1.5 mm from corneal limbus is reserved as suture area.F: Use the scale to measure the diameter of the planting bed and set the diameter of the graft to be 0.30 mm larger than the planting bed.

①圖像采集：所有患者均采用數(shù)碼裂隙燈顯微鏡（DC-3，美國Topcon公司）拍照，放大倍數(shù)為10倍，裂隙光角度45°，寬度約為0.1 mm，裂隙燈焦點(diǎn)在角膜中央頂點(diǎn)。取一直尺作為比例尺在上述條件下進(jìn)行拍照。

②測量角膜直徑：用Photoshop 7.0軟件打開患者角膜及比例尺圖片，使用拖動工具將比例尺拖拉至角膜圖片上，對角膜水平徑及垂直徑進(jìn)行測量并記錄。

③個性化化設(shè)計植床直徑：原則是確保切割范圍覆蓋圓錐錐底，同時角膜緣至少預(yù)留1.5 mm作為縫線區(qū)域。使用橢圓工具畫出合適大小的圓環(huán)，用比例尺測量圓錐的直徑即植床的直徑。

④植片直徑設(shè)計和圖像保存：所有病例植片直徑均比植床大0.30 mm。保存設(shè)計效果圖片。

1.2.3 FS200飛秒激光（美國Alcon公司）輔助DLK

①飛秒激光環(huán)切受體角膜植床：負(fù)壓吸引環(huán)吸引角膜，采用角膜切削模式（環(huán)切直徑為植床直徑，環(huán)切深度設(shè)定為周邊7 mm角膜厚度最薄處減去150 μm，即距離內(nèi)皮面150 μm，環(huán)切角度90°），啟動飛秒激光，環(huán)切角膜。

②飛秒激光環(huán)切供體角膜植片：將供體角膜片放于人工前房上，采用注射器推注Optisol角膜保存液使人工前房壓力保持穩(wěn)定。調(diào)節(jié)壓平錐，角膜壓平理想。調(diào)整飛秒激光切削中心，使切削位于角膜中心，啟動飛秒激光發(fā)射，制作角膜植片[7]，切削深度為全層角膜。

③大泡技術(shù)輔助的DLK：將充滿無菌空氣的注射器連接在鈍性大氣泡針頭上，從切口邊緣插入受體角膜深基質(zhì)層，注入無菌空氣約1 ml，使角膜后彈力層與基質(zhì)層分離。一次性45°角膜刀沿著環(huán)切口剝切病變角膜組織，將病變角膜組織完整剝除，暴露后彈力層。對于大泡技術(shù)無法分離基質(zhì)層和后彈力層的患者，采用傳統(tǒng)手法撕剝的方式暴露后彈力層。將供體角膜植片的后彈力層和內(nèi)皮層撕除后放于受體角膜植床，采用10-0尼龍線連續(xù)縫合[8]。

所有手術(shù)均由同一術(shù)者操作完成。

1.2.4 術(shù)后隨訪 記錄術(shù)后12個月UCVA、BCVA、角膜曲率、SE、散光、角膜不對稱性指數(shù)、角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)、植床厚度以及植床與植片愈合情況、術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥（如術(shù)中后彈力層破裂、術(shù)后雙前房、免疫排斥反應(yīng)）等。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

前瞻性干預(yù)性非隨機(jī)對照研究。采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。研究組與對照組年齡、術(shù)前BCVA、角膜曲率、角膜直徑等比較采用獨(dú)立樣本t檢驗，性別分布的比較采用χ2檢驗；術(shù)后植片直徑的準(zhǔn)確性、BCVA、角膜曲率、SE、散光、角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)等比較采用獨(dú)立樣本t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者的一般資料

共納入72例（72眼）圓錐角膜完成期患者，其中研究組40例；對照組32例，隨訪時間（21.3±5.2）個月。研究組和對照組患者年齡、性別分布、術(shù)前BCVA、角膜曲率差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。見表1。

2.2 Photoshop軟件個性化設(shè)計植片直徑的準(zhǔn)確性

術(shù)前應(yīng)用Photoshop軟件測量2 組患者角膜直徑，其中對照組水平徑10.5～12.0（11.60±0.30）mm，垂直徑10.0～11.6（10.60±0.40）mm；研究組水平徑10.5～12.0（11.80±0.20）mm，垂直徑10.0～11.6（10.80±0.50）mm。2 組性別、BCVA、角膜曲率、角膜直徑差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。見表1。

表1.研究組和對照組患者術(shù)前情況比較Table 1.Comparison of preoperative conditions of keratoconus patients between the experimental and control groups

研究組術(shù)前設(shè)計植床/植片直徑分布：7.9/8.2 mm 6例，8.1/8.4 mm 18例，8.3/8.6 mm 16例；而對照組32例植床/植片直徑均為7.9/8.2 mm。

術(shù)后1周，研究組40例患者均采用數(shù)碼裂隙燈顯微鏡拍照，然后用Photoshop軟件打開患者角膜及比例尺圖片，用比例尺測量植片的直徑[記錄為D2，（8.4±0.1）mm]，并與術(shù)前設(shè)計的植片直徑（記錄為D1，分別為8.2、8.4、8.6 mm）進(jìn)行對比，二者之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.47，P=0.710）。見圖2。

圖2.研究組術(shù)前應(yīng)用Photoshop軟件個性化設(shè)計的角膜植片直徑（記錄為D1）與術(shù)后1周實際測量角膜植片直徑（記錄為D2）的對比圖Figure 2.Comparison of the diameter of corneal graft designed by Photoshop before surgery (D1) and the diameter of corneal graft actually measured one week after surgery (D2) of the experimental group

2.3 術(shù)后12個月視力及屈光狀態(tài)比較

對照組BCVA（LogMAR）為0.58±0.30，研究組為0.44±0.24，研究組BCVA相對較優(yōu)（t=-2.19，P=0.030）。

對照組角膜曲率為（43.96±10.09）D，研究組為（43.38±6.49）D，2 組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.19，P=0.020）。

對照組SE為（0.31±5.74）D，大于研究組的（-1.62±3.28）D，研究組術(shù)后屈光度相對更穩(wěn)定（t=-1.61，P＜0.001）。

對照組散光為（6.30±4.71）D，研究組為（3.96±2.68）D，研究組術(shù)后散光更?。╰=-2.65，P＜0.001）。

2.4 角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)

術(shù)后1 2 個月角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)對照組為（2 329±391）個/mm2，與術(shù)前相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.36，P=0.580），研究組為（2 276±547）個/mm2，與術(shù)前相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.15，P=0.510）；術(shù)后2組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.40，P=0.120）。見表2。

表2.飛秒激光輔助深板層角膜移植術(shù)治療圓錐角膜術(shù)后研究組和對照組情況比較Table 2.Comparison between the experimental and control groups after femtosecond laser-assisted deep lamellar keratoplasty

2.5 并發(fā)癥情況

2 組患者術(shù)中、術(shù)后均未發(fā)生后彈力層破裂、雙前房、縫線松動、縫線新生血管化、植片免疫排斥反應(yīng)、眼壓升高等并發(fā)癥。

3 討論

圓錐角膜是以角膜擴(kuò)張變薄并向前呈錐形突出為特征的一種眼病，多發(fā)于青春期，是我國重要的致盲性眼病之一[5,9]。當(dāng)框架眼鏡、RGPCL等非手術(shù)治療效果不滿意時，應(yīng)考慮角膜移植手術(shù)治療[10-12]。既往圓錐角膜行角膜移植手術(shù)，術(shù)中應(yīng)用Storz環(huán)鉆或負(fù)壓環(huán)鉆，植片直徑一般是固定的。但是臨床工作中我們發(fā)現(xiàn)圓錐角膜患者的角膜直徑存在較大差異，為10.0～12.5 mm，因此固定大小的植片會影響術(shù)后屈光效果。當(dāng)角膜移植進(jìn)入飛秒激光時代，實現(xiàn)了對角膜組織進(jìn)行高精度切削，為圓錐角膜患者帶來了良好的視覺效果[13-14]。在此基礎(chǔ)上，我們應(yīng)用Photoshop軟件為每一位患者提供量身定制的角膜植片，研究結(jié)果不僅顯示了該方案的高準(zhǔn)確性和可預(yù)測性，也減少了術(shù)后散光，進(jìn)一步改善了視覺效果。

作為一款功能強(qiáng)大的圖像處理軟件，圖像合成、編輯是Photoshop軟件最基本的功能。操作時首先將患者角膜圖片及比例尺圖片同時打開，測量角膜水平徑及垂直徑；然后根據(jù)角膜直徑的大小，個性化設(shè)計植床/植片直徑，原則是切割范圍須覆蓋圓錐錐體。由此可見該方法簡便，不額外增加患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，適宜臨床應(yīng)用。為了檢測該方法的準(zhǔn)確性，研究組患者手術(shù)后再次應(yīng)用數(shù)碼裂隙燈顯微鏡拍照、Photoshop軟件測量角膜植片的直徑[（8.4±0.1）mm]，與術(shù)前設(shè)計的植片直徑相比，二者差異無統(tǒng)計學(xué)意義，證實此方法誤差小，準(zhǔn)確性和可預(yù)測性高。

飛秒激光可以對角膜組織進(jìn)行超精細(xì)切割，同時切面光滑平整，邊緣對合整齊，采用飛秒激光輔助的角膜移植手術(shù)術(shù)后視覺質(zhì)量明顯提高[6-7,12,14-16]。本研究所有患者應(yīng)用飛秒激光制作植片和植床，二者的差值均設(shè)定為0.3 mm。我們應(yīng)用Photoshop軟件測量研究組患者角膜水平徑10.5～12.0 mm，垂直徑10.0～11.6 mm，發(fā)現(xiàn)角膜直徑數(shù)值差異較大[17]。研究組根據(jù)不同的角膜直徑，個性化設(shè)計植床/植片大小，而不是拘泥于常規(guī)數(shù)值（7.9/8.2），因此術(shù)后12個月BCVA以及散光等顯著優(yōu)于對照組，為患者提供了更好的視覺效果。

為了避免植片過大、縫線靠近角膜緣產(chǎn)生松線、縫線新生血管化甚至植片免疫排斥反應(yīng)等并發(fā)癥[18]，術(shù)前個性化化設(shè)計植床/植片直徑時在角膜緣處預(yù)留1.5 mm做為縫線區(qū)域，從而有效避開角膜緣進(jìn)行縫合，隨訪期間未發(fā)現(xiàn)上述并發(fā)癥。此外，本研究中2組患者術(shù)后12個月角膜內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)與術(shù)前相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，與Liu等[19]的研究一致，說明距離內(nèi)皮層150 μm進(jìn)行飛秒激光切削安全且對內(nèi)皮細(xì)胞無損傷。

應(yīng)用Photoshop軟件個性化設(shè)計角膜植床/植片直徑的方法具有較高的準(zhǔn)確性和可預(yù)測性，聯(lián)合飛秒激光輔助DLK能為圓錐角膜患者提供更好的視覺效果。

利益沖突申明本研究無任何利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明亓?xí)粤眨菏占瘮?shù)據(jù)，參與選題、設(shè)計及資料的分析和解釋；撰寫論文；根據(jù)編輯部的修改意見進(jìn)行修改。王妙霖、林瀟、賈艷妮、黃慈欣：收集數(shù)據(jù)，參與選題、設(shè)計及資料的分析和解釋。高華：參與選題、設(shè)計、資料的分析和解釋，修改論文中關(guān)鍵性結(jié)果、結(jié)論，根據(jù)編輯部的修改意見進(jìn)行核修