Q值引导与标准FS-LASIK术后角膜形态及对比敏感度比较
黄学海, 周艳峰
安徽医科大学第一附属医院眼科,合肥 230022
通信作者:周艳峰(ORCID:0000-0001-8573-0966),Email:lizzhou@163.com

第一作者:黄学海(ORCID:0000-0002-4063-5831),Email:2313628086@qq.com

摘要

目的 比较Q值引导个体化与标准飞秒激光辅助制瓣准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)前后角膜形态及不同条件下对比敏感度的差异,评价2种手术方式治疗近视的疗效。方法 前瞻性队列研究。随机选取2017年9月至2018年4月于安徽医科大学第一附属医院激光中心行近视激光矫正的中低度近视患者64例(126眼),其中Q值引导组33例(64眼),标准组31例(62眼)。于术前,术后1、3个月对患者的视力、Q值、角膜像差及对比敏感度值进行检测,比较2组手术前后各数据的差异性。采用重复测量方差分析、 t检验和秩和检验对数据进行分析。结果 术前2组各项指标基本匹配,术后1、3个月2组裸眼视力差异无统计学意义( P>0.05)。角膜直径6.0 mm范围,术后3个月2组间角膜Q值、球差和彗差差异无统计学意义( P>0.05);角膜直径4.5 mm范围,术后3个月Q值引导组球差、Q值小于标准组,差异有统计学意义( t球差=2.00, P=0.04; tQ值=2.28, P=0.03)。术后1个月,2组不同环境下各空间频率的对比敏感度基本恢复至术前水平,术后3个月趋于稳定。术后3个月,在暗环境+眩光条件下,Q值引导组中频区对比敏感度高于标准组,差异有统计学意义( Z3 c/d=-2.0, P=0.044; Z6 c/d=-2.1, P=0.034)。结论 Q值引导个性化手术具有良好的安全性、有效性,能够提高暗环境眩光条件下的视觉质量。

关键词: 准分子激光原位角膜磨镶术; 飞秒激光; 波前像差; 视觉质量
Clinical Study of Corneal Asphericity and Visual Quality after Q-Factor-Guided and Standard FS-LASIK
Xuehai Huang, Yanfeng Zhou
Department of Ophthalmology, the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230022, China
Corresponding author:Yanfeng Zhou, Department of Ophthalmology, the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230022, China (Email: lizzhou@163.com)
Abstract

Objective: To compare the differences in corneal asphericity and contrast sensitivity under different conditions before and after Q-value-guided femtosecond laser in situ keratomileusis (FS-LASIK) and standard FS-LASIK for myopia, and evaluation of the efficacy of the two surgical methods for treating myopia.Methods: This was a prospective cohort study. A total of 64 moderate and low myopia patients (33 patients, 64 eyes, in the Q-guided group and 31 patients, 62 eyes, in the standard group) who were treated by FS-LASIK were selected from Laser Center, the First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, during the same period. Visual acuity, Q-value, corneal aberration and contrast sensitivity were measured and compared before and after surgery. All the cases were followed up at 1 and 3 months. A repeated measures analysis of variance, t-test and rank sum test were used for data analysis.Results: There was no statistically significant difference for the data before surgery. The uncorrected visual acuity (UCVA) and residual refractive error of all eyes were not significantly different between the two groups after 3 months of follow-up. In the corneal 6 mm range, there was no significant difference in Q-value, spherical aberration or coma between the two groups at 3 months postoperatively. In the corneal 4.5 mm range, the Q-values and spherical aberrations of the Q-value-guided group were significantly less than that for the standard LASIK group ( tSA=2.00, P=0.04; tQ=2.28, P=0.03). After surgery, contrast sensitivity in the two groups returned to preoperative levels at different spatial frequencies in various environments, and it tended to be stable at 3 months after surgery. At 3 months after surgery, the visual quality of the Q-value-guided group was better than that of the standard group under mesopic circumstances with glare ( Z3 c/d=-2.0, P=0.044; Z6 c/d=-2.1, P=0.034).Conclusions: Q-value-guided LASIK for myopia and astigmatism is as safe and effective as standard FS-LASIK. Further more, Q-value-guided LASIK results in better visual quality than standard FS-LASIK under mesopic circumstances with glare.

Keyword: laser in situ keratomileusis; femtosecond laser; wavefront aberration; visual quality

准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)后视觉质量问题一直是研究的热点, 随着技术的进步, Q值引导等一些个性化手术应运而生, 目的在于提高术后视觉质量。评估视觉质量的指标, 包括视力、像差、对比敏感度等, 从主观性到客观性的检测, 存在各自的优缺点。仅分析其中的某1项指标, 得出的结论不全面且差异性较大。本研究从视力、角膜像差、非球面性以及对比敏感度等指标多角度探讨Q值引导非球面切削与标准切削对术后角膜形态和视觉质量的影响, 旨在较全面地评估2种术式的差异。

1 对象与方法
1.1 对象

纳入标准:所有患者均为屈光度数稳定2年以上, 近期无角膜接触镜配戴史, 无角膜外伤史、手术史、圆锥角膜及其他手术禁忌证。

收集2017年9月至2018年4月于安徽医科大学第一附属医院激光中心行准分子激光矫正近视的患者, 按照手术方式分为Q值引导组和标准组。本研究符合赫尔辛基宣言, 所有患者已签署知情同意书。

1.2 检查方法

2组患者术前均接受如下检查:裸眼视力(UCVA)、眼压、裂隙灯显微镜、角膜地形图、最佳矫正视力(BCVA)、角膜厚度、眼轴长度、眼底检查、对比敏感度。角膜Q值由鹰视Allegro Oculyzer眼前节分析仪(德国WaveLight公司)测量, 记录角膜6 mm范围内的离心率Eccentricity、角膜曲率(K1/K2)和角膜球差、彗差。对比敏感度采用美国Stereo Optical公司的Optec6500视功能测试仪, 于暗室环境下检测, 采用软件对结果进行评分, 获得不同空间频率的对比敏感度(Contrast sensitivity, CS)。

1.3 手术方法

Q值引导组采用德国WaveLight鹰视酷眼准分子激光系统F-CAT程序, Q值由角膜6 mm离心率计算得出(Q=-e│e│), 目标Q值为术前生理Q值; 标准组行标准切削。所有飞秒LASIK手术都由同一位专家完成。手术参数:角膜瓣直径约8.5 mm, 厚度约110 μ m, 蒂置于上方; 设计光学区6.5 mm, 过渡带1.25 mm, 中央角膜基质床剩余厚度> 250 μ m。术后所有患者均使用0.5%左氧氟沙星滴眼液、0.1%氟米龙滴眼液及0.3%玻璃酸钠滴眼液点眼。

1.4 复查方法

术后1、3个月复查UCVA、电脑验光、BCVA、Oculyzer眼前节分析仪(角膜Q值、角膜像差)及对比敏感度。

1.5 统计学方法

前瞻性队列研究。应用SPSS 19.0统计软件。计数资料采用卡方检验进行分析。计量数据符合正态分布且方差齐, 采用均数± 标准差表示, 重复测量数据采用重复测量方差分析, 不同时间点比较采用LSD法进行两两比较, 组间同一时间点比较采用独立样本t检验。非正态分布资料采用Mann-Whitney秩和检验。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 基本资料

共纳入近视散光患者64例(126眼, 其中有2例单眼手术), 其中标准组31例(62眼), 年龄(25.6±4.3)岁, SE(-4.15± 1.20)D, 柱镜度(0.65± 0.60)D, 角膜曲率(43.35± 1.49)D; Q值引导组33例(64眼), 年龄(26.6± 4.5)岁, SE(-4.25± 1.10)D, 柱镜度(0.55± 0.42), 角膜曲率(43.32± 1.25)D。2组之间年龄、SE、柱镜度、角膜曲率差异无统计学意义(均P> 0.05)。

2.2 视力

2组术前BCVA差异无统计学意义(χ 2=0.14, P=0.93)。术后1、3个月所有患者UCVA均达到0.8以上。术后1个月UCVA达到1.0以上Q值引导组有94%, 标准组有95%, 差异无统计学意义(χ 2=0.31, P=0.86); 术后3个月UCVA达到1.0以上Q值引导组有95%, 标准组有100%, 差异无统计学意义(χ 2=0.11, P=0.95); 术后3个月2组UCVA均≥ 术前BCVA, BCVA较术前BCVA无一眼下降。

2.3 屈光度

屈光度随时间变化差异有统计学意义(F时间=1357.7, P< 0.001; F分组=1.76, P=0.19; F交互=0.049, P=0.85); 标准组组内各时间点差异均有统计学意义(F=627.9, P< 0.001)。Q值引导组内各时间点差异有统计学意义(F=735.9, P< 0.001); 术后2组组间屈光度差异无统计学意义(P> 0.05)。见表1

表1 FS-LASIK术后残余屈光不正的等效球镜度变化( D ) Table 1 Comparison of spherical equivalent (D) between groups after FS-LASIK surgery
2.4 角膜Q值变化

角膜6.0 mm直径范围:2组间Q值随时间变化差异有统计学意义(F时间=677.1, P< 0.001; F分组=0.18, P=0.67; F交互=0.001, P=0.99)。2组组内各时间点差异均有统计学意义(标准组:F=323.6, P< 0.001; Q值引导组:F=354.4, P< 0.001), 各时间点2组组间差异均无统计学意义, 见表2

表2 FS-LASIK术前和术后2组角膜Q值的比较 Table 2 Comparison of Q values between groups before and after FS-LASIK surgery

角膜4.5 mm直径范围:2组间Q值随时间变化差异有统计学意义(F时间=6.89, P=0.002; F分组=3.14, P=0.08; F交互=1.98, P=0.15)。标准组内各时间点差异有统计学意义(F=7.19, P=0.001), Q值引导组内各时间点差异无统计学意义。术后3个月, Q值引导组Q值低于标准组, 差异有统计学意义(t=2.3, P=0.03)。见表2

2.5 术后角膜像差的变化

6 mm直径范围:2组间球差、彗差随时间变化差异有统计学意义(球差:F时间=234.3, P< 0.001; F分组=0.38, P=0.54; F交互=0.60, P=0.51。彗差:F时间=93.5, P< 0.001; F分组=0.97, P=0.33; F交互=0.72, P=0.45)。球差和彗差2组组内各时间点差异均有统计学意义(P< 0.001); 各时间点2组间比较差异无统计学意义(P> 0.05)。见表3

表3 6 mm范围2组FS-LASIK手术前后像差的比较(μ m) Table 3 Comparison of aberrations (μ m) between two groups in the 6 mm range before and after FS-LASIK surgery

4.5 mm直径范围:2组间球差、彗差随时间变化差异有统计学意义(球差:F时间=40.1, P< 0.001; F分组=1.82, P=0.18; F交互=1.60, P=0.21。彗差:F时间=80.0, P< 0.001; F分组=0.43, P=0.51; F交互=0.55, P=0.54)。球差和彗差2组组内各时间点差异有统计学意义(P< 0.001); 术后3个月, Q值引导组球差低于标准组, 差异有统计学意义(t=2.00, P=0.04)。见表4

表4 4.5 mm范围2组FS-LASIK手术前后像差的比较(μ m) Table 4 Comparison of aberrations (μ m) between two groups in the 4.5 mm range before and after FS-LASIK surgery
2.6 CS的比较

2组术后1个月各空间频率CS较术前均有不同程度的提高, 在明环境、明+眩光环境下中频区提高更为明显, 差异有统计学意义(标准组:Z明6 c/d=-4.0, P< 0.001; Z明眩6 c/d=-3.3, P=0.001。引导组:Z明6 c/d=-4.8, P< 0.001; Z明眩6 c/d=-3.8, P< 0.001)。术后3个月CS变化趋于稳定, 与术后1个月差异无统计学意义。

术前2组各空间频率下CS差异无统计学意义(见表5)。术后1个月, 2组各空间频率CS差异无统计学意义(见表6); 术后3个月, 明环境引导组CS中频区较标准组高, 差异有统计学意义(Z3 c/d=-2.0, P=0.041, 见表7)。暗环境引导组中频区CS提高, 差异有统计学意义(Z6 c/d=-2.4, P=0.015)。暗+眩光环境引导组在各空间频率CS均高于标准组, 在中频区差异有统计学意义(Z3 c/d=-2.0, P=0.044; Z6 c/d=-2.1, P=0.034)。

表5 2组FS-LASIK术前对比敏感度的比较 Table 5 Comparison of preoperative contrast sensitivity between the two groups before FS-LASIK surgery
表6 FS-LASIK术后1个月2组对比敏感度的比较 Table 6 Comparison of contrast sensitivity between the two groups at 1 month after FS-LASIK surgery
表7 FS-LASIK术后3个月2组对比敏感度的比较 Table 7 Comparison of contrast sensitivity between the two groups at 3 months after FS-LASIK surgery
3 讨论

角膜准分子激光手术自开展以来, 逐渐在临床上得到了广泛应用, 其在提高患者UCVA方面有目共睹, 然而术后眩光、光晕以及夜间视物不清等视觉质量问题逐渐得到关注。屈光手术通过改变角膜形态达到矫正屈光不正的目的, 随着研究的深入, 这些术后视觉质量问题被认为与角膜形态的改变相关[1]

参数Q用来表示角膜的非球面形态, 当Q=0时, 角膜为一个球面; Q< 0时, 角膜为中央陡周边平坦的扁长型椭圆; Q> 0时, 角膜为中央平坦周边陡的扁圆型椭圆。人群中Q值个体差异较大, 本研究中总体术前Q值为-0.49~0, 平均-0.21。在正常人群中, 角膜呈中央陡周边平坦的非球面形态, 这种形态使得角膜表现为正球差, 与晶状体的负球差抵消, 从而降低全眼球差对视觉质量的影响[2]。标准LASIK采用球面切削模式, 术后角膜形态由扁长型变成扁圆形, 打破屈光系统的平衡, 角膜球差增加, 影响术后视觉质量[1]

理论上, Q值引导个性化手术采用非球面切削有利于减少角膜形态的改变以提高术后视觉质量[3]。既往研究证实了Q值引导手术的安全性、有效性, 但对于视觉质量的研究结论不一致, Stojanovic等[4]的研究提示Q值引导手术后视觉质量方面未显示优势。而Koller等[5]的研究发现, Q值引导对于低中度近视术后能较好地维持角膜非球面性, 能够提高术后视觉质量。本研究纳入低中度近视人群, 2组术后都获得良好的UCVA, 证实了Q值引导手术的安全有效性。2组术后角膜非球面性Q值均有朝正值发展的趋势, 结果显示:在6 mm范围, 2组术后3个月Q值差异无统计学意义; 在4.5 mm范围, 引导组术后3个月Q值仍为负值, 与标准组的正值差异有统计学意义, 说明非球面切削能维持角膜中央4.5 mm范围的负值的非曲面形态。目前, 目标Q值的取值尚不统一, Gatinel等[6]认为, 目标Q值取值需根据角膜的术前Q值来决定。本研究Q值引导组目标Q值采用术前生理Q值, 非球面切削通过增加周边过渡区切削使得过渡区更加平滑, 然而增加周边的切削不足以抵消中央区切削导致的角膜形态的变化, 因此术后Q值朝正值方向发展, 这与以往研究结果[7, 8]一致。这种理论设计与实际形态之间的差异, 可能与伤口的愈合反应、生物力学的改变、激光的作用类型[9]有关。而在4.5 mm范围的Q值差异提示我们Q值引导手术目标Q值以4.5 mm范围为依据可能更有意义。

角膜形态的改变会导致人眼高阶像差的变化。角膜像差占人眼总像差的80%, 是影响视网膜成像质量的重要因素[10]。有研究发现LASIK术后像差的增加主要以球差和彗差为主[11, 12]。本研究发现, 在6 mm范围, 2组术后1、3个月球差、彗差均较术前明显提高。而2组之间, 术前, 术后1、3个月, 角膜球差及彗差差异均无统计学意义。屈光手术后像差的增加可能与角膜切口的愈合反应、术后泪膜稳定性及术中角膜基质层切削量等有关[13]。术前Kappa角测量误差、术中微量的偏中心切削[13]及角膜瓣的少量移位可能是导致2组术后彗差增加的原因。而在角膜4.5 mm范围, 术后3个月, 引导组球差明显低于标准组, 表明Q值引导切削对于减少角膜中央4.5 mm范围球差的变化有优势。

屈光手术后UCVA仅仅反映高对比度下分辨最小物体的能力, 作为评估视觉质量指标不够完善, CS通过改变空间频率和对比度, 全面地反映屈光手术后的视觉质量, 符合视觉的真实环境, 能较好反映视网膜成像质量[14, 15, 16]。既往研究表明, LASIK术后早期1周内CS下降, 多在1~3个月各空间频率CS不同程度地提高[17], 本研究发现, 2组术后1、3个月不同空间频率CS较术前提高, 尤其中频区(3、6 c/d)提高明显。分析原因为:中频区集中反映视觉对比度和中心视力的综合情况, 屈光手术矫正离焦及散光低阶像差, 摆脱了框架眼镜物像缩小[18]及棱镜效应的影响。

矫正了低阶像差, 术后高阶像差的影响占主要地位, 本研究术后1个月, 2组间球差、彗差无差异, 各空间频率CS差异无统计学意义。随着术后角膜瓣愈合反应及角膜球面特性的稳定, 视觉质量趋于稳定, 术后3个月, Q值引导组明环境(3 c/d)及暗环境下中频区(6 c/d)视觉质量明显高于标准组, 尤其在暗环境眩光条件下, 引导组各空间频率CS均高于标准组, 中频区(3、6 c/d)差异有统计学意义, 我们将CS的提高归功于不同切削模式的差异, 使得Q值引导组术后角膜中央4.5 mm范围仍保持负值非球面形态, 这种形态减少了球差的增加, 有助于减少暗环境瞳孔散大时周边光线对视觉成像的干扰, 证实了球差的减少有利于提高视觉质量[19]

通过对视力、球差、非球面性和CS的综合分析表明, Q值引导手术在中心视力与标准FS-LASIK相比虽不具有优势, 但Q值引导非球面切削手术能够减少角膜4.5 mm范围的形态改变以及球面像差的增加, 对于提高术后夜间视觉质量有优势。本研究后续将进一步扩大样本量, 延长随访时间来观察2种手术方式的差异性, 另外最佳的目标Q值如何取值, 关乎术后角膜形态及视觉质量, 尚有待于进一步的研究。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 黄学海:收集数据, 参与选题、设计及资料的分析和解释; 撰写论文; 对编辑部的修改意见进行修改。周艳峰:参与选题、设计和修改论文的结果、结论

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