角膜地形图引导的FS-LASIK治疗近视及散光的视觉质量评估
康盈, 王华, 陈蛟
湖南省人民医院 湖南师范大学附属第一医院眼视光中心,长沙 410000
通信作者:王华(ORCID:0000-0002-9036-622X),Email:wanghuaeye@163.com

第一作者:康盈(ORCID:0000-0003-0282-4866),Email:875965826@qq.com

摘要

目的:观察和评价角膜地形图引导的飞秒激光制瓣准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)治疗近视及散光术后视觉质量的变化。方法:前瞻性研究。选取2017年6-10月在湖南省人民医院眼视光中心就诊的40例(68眼)近视或近视散光患者,分为中高散光组(32眼,散光度>1.0 D)和低散光组(36眼,散光度≤1.0 D),均采用角膜地形图引导的FS-LASIK。记录术前及术后3个月的裸眼视力(UCVA)、最佳矫正视力(BCVA)、屈光度、角膜总高阶像差、角膜球差、角膜彗差、调制传递函数截止频率(MTF cutoff)及客观散射指数(OSI)。手术前后各参数的变化情况比较采用配对 t检验分析,组间数据采用独立样本 t检验进行比较。结果:术后3个月100%的眼UCVA达到术前BCVA,患者术后3个月UCVA(LogMAR)为-0.10±0.07,较术前BCVA(LogMAR) (-0.02±0.07)明显提高,差异具有统计学意义( t=-8.714, P<0.001)。术后3个月等效球镜度(SE)在±0.50以内的比例为94%;残余散光度为(0.40±0.17)D。术后3个月彗差、OSI较术前降低,MTF cutoff较术前增加,差异均有统计学意义( t=1.757、-2.935、4.243, P<0.05);术后3个月中高散光组与低散光组的UCVA、彗差、MTF均较术前有所改善,但2组差异无统计学意义。结论:角膜地形图引导的FS-LASIK能有效改善近视及散光患者术后的视觉质量。

关键词: 角膜地形图引导; 飞秒激光; 准分子激光原位角膜磨镶术; 近视; 散光; 视觉质量
Evaluation of the Visual Quality in Myopic and Astigmatic Patients Treated with Corneal Topography-Guided FS-LASIK
Ying Kang, Hua Wang, Jiao Chen
Optometry Center, Hunan Provincial People's Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410000, China
Corresponding author:Hua Wang, Optometry Center, Hunan Provincial People's Hospital, the First Affiliated Hospital of Hunan Normal University, Changsha 410000, China (Email: wanghuaeye@163.com)
Abstract

Objective: To observe and evaluate the changes in visual quality after corneal topography-guided FS-LASIK for myopia and astigmatism.Methods:This was a prospective study. Forty patients (68 eyes) with myopia or myopic astigmatism were selected from June to October 2017 in the Optometry Center, Hunan People's Hospital and divided into a middle-high astigmatism group (32 eyes, astigmatism >1.0 D) and a low astigmatism group (36 eyes, astigmatism ≤1.0 D). The corneal topography-guided FS-LASIK was used. The preoperative and postoperative 3-month visual acuity (UCVA), best corrected visual acuity (BCVA), refractive error, corneal total higher-order aberrations, corneal spherical aberration, corneal coma, MTF cutoff and objective scattering index (OSI) were recorded. Data were analyzed using t test.Results:The UCVA of 100% of the eyes reached preoperative BCVA at 3 months after surgery. The UCVA (LogMAR) of the patients at 3 months after operation was -0.10±0.07, which was significantly higher than that of preoperative BCVA (LogMAR) -0.02±0.07 ( t=8.714, P<0.001). The prevalence of spherical equivalent (SE) within ±0.50 was 94%; the residual astigmatism was 0.40±0.17 D. At 3 months, postoperative coma and OSI decreased compared with preoperative levels, and the MTF cutoff increased compared with preoperative levels. The difference was statistically significant ( t=1.757, -2.935, 4.243, P<0.05). The UCVA, coma and MTF of the moderate and high astigmatism group and the low astigmatism group had improved at 3 months after surgery, and there was no significant difference between the two groups.Conclusions: FS-LASIK guided by corneal topography can effectively improve the visual quality of myopic astigmatism patients.

Keyword: corneal topography guide; femtosecond laser; laser in situ keratomileusis; myopia; astigmatism; visual quality

随着人们生活水平的提高和手术技术的进步, 屈光手术后患者不再满足于裸眼视力(UCVA)的提高, 而是要求获得良好的视觉质量。根据眼部生物学参数合理选择的个性化手术方式较传统的屈光手术术后有更好的视觉质量, 因此近年来得到大力提倡[1]。角膜地形图引导的飞秒激光辅助制瓣的准分子激光原位角膜磨镶术(Femtosecond laser in situ keratomileusis, FS-LASIK)是个性化手术方式之一, 它是以角膜形态为基础, 将不规则的前表面改善得更规则, 从而改善视觉质量。以往的许多研究表明其对于角膜不规则、偏心切削、小光区患者的再次手术有良好的治疗效果[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]。但对于正常角膜形态采用地形图引导的个性化切削的研究报道不多见。因此, 本研究中我们采用角膜地形图引导的飞秒激光辅助LASIK对初次行角膜屈光手术的近视及散光患者进行治疗并对术后视觉质量进行观察, 进一步评价该手术方式的安全性和有效性。现报告如下。

1 对象与方法
1.1 对象

本研究纳入2017年6-10月在湖南省人民医院眼视光中心初次行角膜地形图引导的FS-LASIK手术的近视及散光患者40例(68眼), 年龄18~38(23.2± 6.4)岁; 矫正的球镜度-9.00~-1.75(-6.34± 1.74)D; 柱镜度0~4.75(1.12± 0.99)D。根据散光大小分组:散光度> 1.0 D为中高散光组; 散光度≤ 1.0 D为低散光组。纳入标准:年龄在18岁以上, 自愿接受角膜地形图引导的FS-LASIK手术患者。排除标准:①角膜瘢痕、角膜营养不良、疱疹性角膜病的患者; ②疑似圆锥或圆锥角膜患者; ③既往有眼部手术史或外伤史者, 以及有青光眼、严重干眼症和胶原血管疾病者。本研究通过湖南省人民医院伦理委员会论证和同意(编号:201726), 所有患者均于术前签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 常规检查 所有患者术前进行眼科常规检查并记录相关资料, 包括视力、裂隙灯显微镜眼前节检查、非接触眼压计测量眼压、散瞳验光与显然验光、直接检眼镜查眼底。

1.2.2 Topolyzer检查 在自然光线下检查, 瞳孔尽可能< 3.5 mm, 选取8幅检查结果较一致, 前表面重复性好的地形图传输入EX500准分子激光系统。其筛选标准为:可分析区域%> 75%且屈光度差< 0.5 D, 散光轴向差< 3° 。

1.2.3 Sirius检查 在暗室内行Sirius眼前节检查, 在 Zernike多项中取5 mm直径范围的角膜高阶像差绝对值, 包括总高阶像差、球差和彗差。

1.2.4 OQAS视觉质量分析仪检查 在暗室条件下, 依据OQAS标准操作程序进行视觉质量测量操作, 每次测量均先右眼再左眼, 测量前嘱受检者眨眼以保持泪膜的完整。球镜度为-8.0~+5.0 D且柱镜度在0.5 D以内的患者, 在仪器内置镜片矫正状态下检查, 当患者球镜度超出范围或柱镜度超过0.5 D时, 通过在仪器凹槽内放置镜片矫正状态下检查。瞳孔直径为4 mm, 每眼测量3次并记录平均值。

1.2.5 手术方法 所有患者均采用 Wavelight FS200飞秒激光系统(德国WaveLight公司)制作角膜瓣, 角膜瓣蒂位于12点方向, 设计瓣膜厚度为120 μ m, 直径8.5 mm。应用WaveLight EX500准分子激光系统(德国WaveLight公司), 选择topography-guided模式, 选择4张或以上重复性好的图形, 再重点观察地形图散光和临床检查结果散光度数与轴位的差异, 要求两者散光轴位差< 10° , 散光度数差< 0.75 D, 超过上述范围, 改为普通模式。确认后根据Topolyzer检查结果术中进行瞳孔匹配, 待眼球旋转和Kappa角进行自动调整后, 行角膜基质的切削, 切削光区直径依据屈光度的大小选择6.0或6.5 mm。术中对前房溢气、严重不透明气泡层等有可能影响术中瞳孔匹配和跟踪定位的患者均取消地形图引导改为普通模式, 所有手术均由同一经验丰富的医师完成。

1.2.6 术后用药及随访 术眼使用0.1%氟米龙滴眼液、左氧氟沙星滴眼液、重组牛碱性成纤维细胞生长因子滴眼液、玻璃酸钠滴眼液点眼, 均每日4次。术后次日随访, 摘除眼罩, 裂隙灯显微镜观察角膜瓣对位情况。嘱患者术后3个月随访。

1.2.7 观察指标 分别记录术前及术后3个月的UCVA、最佳矫正视力(BCVA)、屈光度、角膜高阶像差(包括总高阶像差、球差和彗差)、调制传递函数截止空间频率(Cutoff of modulation transfer function, MTF cutoff)及眼内客观散射指数(Objective scattering index, OSI)。

1.3 统计学方法

前瞻性研究。采用SPSS 22.0统计软件对数据进行分析。手术前后数据比较采用配对t检验, 2组间数据采用独立样本t检验进行比较。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 视力与屈光度的变化

患者术后3个月UCVA(LogMAR)为-0.10± 0.07, 较术前BCVA(LogMAR) (-0.02± 0.07)明显提高, 差异有统计学意义(t=-8.714, P< 0.001), 见表1。100%的眼UCVA达到或超过术前BCVA, 其中为0或更好者占96%、-0.1或更好者占87%。术后3个月SE在± 0.5 D以内为64眼(94%); 球镜度-0.5~1.0(+0.37± 0.40)D, 残余散光度0~0.75(0.40± 0.17)D。按散光分组后, 2组的UCVA、BCVA术后比较差异无统计学意义(t=1.11、0.82, P=0.136、0.207), 见表2

表1 角膜地形图引导的FS-LASIK术前和术后3个月所有患眼各参数比较 Table 1 Comparison of ocular parameters between preoperative and postoperative 3 months after FS-LASIK guided by corneal topographic map
表2 角膜地形图引导的FS-LASIK术前和术后3个月中高散光组与低散光组患眼各参数比较 Table 2 Comparison of ocular parameters between moderate and high astigmatism group and low astigmatism group before and 3 months after FS-LASIK guided by corneal topographic map
2.2 角膜像差变化

术后3个月彗差较术前减少0.06± 0.10, 差异有统计学意义(t=1.757, P=0.041), 角膜总高阶像差和球差较术前增加, 差异均有统计学意义(t=6.648、7.904, P< 0.001), 见表1。按散光分组后, 2组患者的彗差、总高阶像差、球差术后差异均无统计学意义(t=0.39、0.34、1.04, P> 0.05), 见表3

表3 角膜地形图引导的FS-LASIK术前和术后3个月中高散光组与低散光组患眼角膜像差比较(μ m) Table 3 Comparison of corneal aberrations (μ m) between moderate and high astigmatism group and low astigmatism group before and 3 months after FS-LASIK guided by corneal topographic map
2.3 OQAS客观视觉质量参数变化

术后3个月患者MTF cutoff较术前升高了(5.8± 10.2)c/d, OSI降低了0.27± 0.69, 差异均有统计学意义(t=4.243, P< 0.001; t=-2.935, P=0.005)。见表1

按散光分组后, 术后2组患者的MTF cutoff较术前均有提高, 中高散光组手术前后比较差异有统计学意义(t=4.76, P< 0.001), 低散光组手术前后比较无统计学意义(t=1.11, P=0.245), 2组之间比较差异无统计学意义; 2组患者的OSI较术前均降低, 中高散光组手术前后比较差异有统计学意(t=-2.99, P< 0.001), 低散光组手术前后比较差异无统计学意义, 中高散光组高于低散光组(t=1.82, P=0.037)。见表2

3 讨论

目前角膜屈光手术已进入了全激光的个性化时代, 主要包括波前像差引导和角膜地形图引导的个性化手术。波前像差引导的个性化手术基于波前像差仪的检查结果, 以全眼像差为基础, 通过改变角膜外形来改善整只眼的屈光状态, 在临床上取得了良好的效果[10]。但波前像差技术中所测得的数值局限在测量环境下, 而实际生活中波前像差是一个动态的, 受环境、泪膜、瞳孔大小以及晶状体调节等影响[11, 12], 因此临床上该手术的精确度和期望的切削结果受到一定的限制。角膜地形图引导的个性化手术则基于角膜前表面的形态, 其切削曲线的信息来自于角膜地形图, 其结果不受环境、瞳孔大小等影响。张丽等[13]将2种个性化手术方式进行比较, 研究显示角膜地形图引导与波前像差优化的个性化飞秒激光手术相比较同样安全有效, 但前者术后角膜表面规则性更好, 引入的角膜高阶像差更低。

WaveLight® 地形图引导个体化治疗从2003年开始就在美国以外地区使用, 这一技术至今已历经了10余年的发展。其既往切削目的是改善角膜的规则性, 适用于具有非正常角膜形态, 无法获得可靠的像差数据以及因前次手术引起视觉质量下降的患者。因此早期主要用于治疗各类角膜屈光手术后并发症, 如偏中心切削、小光区的扩大、不规则切削、角膜瘢痕等[2, 3, 6, 9], 该术式有效地减轻了患者因初次手术失败后所带来的视觉不适等痛苦, 在临床上取得了良好的效果。随着设备性能与技术的提高, 地形图引导的个性化切削手术适应范围在不断扩大。近年来运用于引导经上皮激光切削手术以及引导准分子激光屈光性角膜切削术联合角膜交联治疗圆锥角膜等[14, 15]。2013年, 美国食品药品管理局(FDA)批准了Alcon公司将角膜地形图引导的准分子激光切削应用于初次行激光手术的患者, 研究显示92.6%的眼睛UCVA(LogMAR)达到或超过0, 40.4%的眼睛BCVA提高1行或以上。本研究结果显示, 患者术后3个月96%的眼睛UCVA达0或更优, 达到术前BCVA比例为100%, 无下降1行或以上的。术后3个月SE在± 0.5 D以内为64眼(94%), 患者术后的UCVA及屈光状态与以往研究结果[16]相同甚至效果更佳。

像差是影响光学成像的主要因素, 包括低阶像差和高阶像差, 当低阶像差被矫正以后, 影响视觉质量的因素主要是高阶像差, 尤其是彗差。传统LASIK手术仅仅只能矫正低阶像差, 而且在矫正低阶像差的同时会引入高阶像差, 并且随着矫正度数增加, 高阶像差也会增加[17, 18]。尤其对不规则角膜、高度散光及非对称性角膜的患者采用常规的LASIK切削模式进行等量的激光切削, 可能导致更加复杂的高阶像差。本研究采用角膜地形图引导的FS-LASIK术对近视及散光患者进行治疗, 结果显示患者术后彗差较术前明显减少, 与之前研究结果[5, 13]相同。角膜地形图引导的个性化切削, 通过将术前地形图采集到角膜中心、瞳孔中心、虹膜特征与角膜前表面信息传输到准分子激光治疗设备, 在它的引导下实行精准切削, 矫正术前角膜不规则性, 从而减少高阶像差, 提高视觉质量[13]。另外, 结果显示患者术后总高阶像差与球差有一定程度的增加。说明地形图引导的LASIK, 更多的是改善术后彗差, 而对球差的改善是有限的。球差的增加主要考虑激光切削术后角膜非球面性的改变, 即角膜周边曲率比中央陡, 周边光线聚焦在轴旁光线焦点之前, 这种改变跟屈光度数的高低相关。

描述视觉质量的客观指标, 除了像差之外, 还包括散射和衍射。但波前像差测量往往忽略了眼内散射及衍射的存在, 因而会高估患者真实成像质量。因此本研究采用一种更客观全面的视觉质量检查分析仪器— — 欧卡斯(Optical Quality Analysis System, OQAS)视觉质量分析系统, 其原理是通过双通道技术直接采集点光源的视网膜像进行分析得到的点扩散函数, 再对点扩散函数进行分析得到主要的测量参数, 综合考虑像差、衍射和散射的综合信息, 能全面地反映受检者真实的视觉质量, 具有良好的可重复性和再现性。本研究中观察了该系统的2个重要的检测评估指标:MTF cutoff表示人眼MTF曲线在空间频率达到该频率值时, 就会达到分辨率极限, 即MTF值趋向于0, 正常人≥ 30 c/d, 其值越大, 视觉质量越好; OSI是双通道影像外周与中心的光能量之比, 反映眼内光线散射情况, OSI越大代表眼内散射越严重, 正常一般低于2.0。本研究结果显示, 患者MTF cutoff较术前增加, OSI值较术前降低, 可见角膜地形图引导的LASIK术使患者术后客观视觉质量指标较术前有明显改善。为研究角膜地形图引导的LASIK术对不同散光患者的视觉质量治疗情况, 我们将患者进行分组, 散光> 1.0 D为中高散光组, 散光≤ 1.0 D为低散光组, 结果显示, 中高散光组患者术后3个月MTF cutoff较术前提高的程度, OSI较术前降低的程度均比低散光组大, 但术后2组患者的UCVA、BCVA、总高阶像差、球差、彗差、MTF差异均无统计学意义。

综上所述, 角膜地形图引导的个性化手术具有以下优势:对角膜的不规则性精准测量和修正。减少了因患者体位改变对散光度数和轴位的影响。术中对虹膜和瞳孔准确的追踪和定位, 减少了因kappa角调整不精确, 产生的偏心切削, 使得切削中心更接近视轴。故而角膜地形图引导的FS-LASIK术可以使近视及散光患者术后视觉质量均明显提高。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 康盈:收集数据, 参与选题、设计及资料分析和解释; 撰写论文; 对编辑部修改意见进行修改。王华:参与选题、设计及资料分析和解释; 修改论文关键性结果、结论, 对编辑部修改意见进行核修。陈姣:参与选题、设计及资料分析和解释

The authors have declared that no competing interests exist.

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