白内障患者角膜散光分布及其矫正

郭立涛，张铁民

（承德医学院附属医院眼科，河北承德 067000）

白内障是全球主要的致盲性眼病，随着人类寿命的延长,从1980-2028年全世界50岁以上的人口将增加4倍。我国即将步入老龄化社会,年龄相关性白内障的患病率将明显增加。目前,在全世界范围内尚无有效的药物可以预防和延缓白内障的发生和发展,手术治疗是唯一有效的方法。因此,提高白内障手术的质量,使白内障患者不仅脱盲、脱残,而且能够达到理想的视觉质量是白内障复明工作所面临的新挑战。近十年来,随着人工晶状体材料的改进、设计的飞跃以及白内障手术技术的日趋成熟,白内障手术后患者的视觉康复和视觉质量越来越受到关注,复明性白内障手术已逐渐转变为屈光性白内障手术。

1 白内障人群的角膜散光分布

屈光理念引导的现代白内障手术中,患者对术后视觉质量的要求不断增高。散光是影响术后眼球成像质量的一个重要原因。

人眼的散光是指平行光线通过眼球折射后所形成的像并非一个焦点,而是在空间不同位置的两条焦线和最小弥散圆的一种屈光状态。散光主要与角膜、晶状体等屈光成分于视轴上的不对称排列、屈光指数的改变有关。低度的散光可能来源于不同解剖因素,高度的散光则主要来源于角膜曲率的异常。严格意义上讲,即使正常状态,眼球各屈光成分每条径线上的屈光状态都不尽相同,所以几乎每只眼都有散光。由于角膜前表面约占眼睛总屈光力的3/4,白内障摘除后角膜散光成分愈加重要,并会明显影响术后视功能。研究发现散光度数的大小与年龄存在着密切的关系[1],随着年龄增长,散光度数有增大的趋势,而且逆规散光所占比例最大,这与Attebo等[2]的结果吻合。这种变化的原因主要是由老年人的角膜组织结构特点决定的,他们的角膜大多存在老年性或退行性改变,角膜后面或角膜中央与周边曲率的差异有增大的趋势,而且角膜、巩膜都存在退行性变化,眼球壁张力的改变,眼睑压迫、眼肌牵拉、眼内压等因素也会对角膜弯曲度有一定的影响,进而影响散光状态的分布。

随着年龄的增长,角膜散光轴向由41-50岁时顺规者占66.7%渐减少为>90岁的22.2%,逆规者由20.0%增长到66.7%,趋势明显。以10岁为一年龄阶段,各阶段之间的差异有统计学意义。这与Hayashi等[3]的研究结果一致:日本人中角膜水平径向的曲度随着年龄增加明显变陡峭,年龄>70岁的老人中逆规性散光占主导地位。以往的研究还证实,随着年龄的增加,眼总合散光的轴向不断变化,年轻时顺规者占大部分比例,而老年人中则逆规者较多。导致这种变化的生理因素有:眼睑压迫因素、眼肌牵拉因素、眼内压对角膜弯曲度的影响和晶状体散光发生变化等。不同个体晶状体与角膜的散光间有不同的调整模式,有补偿的形式,也有叠加的形式,即眼总合散光的组成既有角膜与晶状体互相抵消的部分,也有相加的部分,随着年龄增长，晶状体逐渐硬化,其散光逆规程度也渐增加[4]。本研究结果提示,年龄增长时眼总合散光不断向逆规方向漂移的原因除晶状体的逆规散光外,角膜散光的逆规程度不断加大也是重要原因之一。对于年龄较轻的患者,一般一定量的顺规散光对远视力的影响不大,可以不予处理。而对年龄较大的患者,逆规散光的处理可相对积极。目前国内多数手术医师一般都选择上方切口,术后愈合后使得垂直方向的角膜弯曲度变平,而水平方向的相对就变陡峭了,所以，散光逆规的程度就增多了。有报道发现，一定量的逆规散光对近视力有益,但过大了其远近视力都会受到影响[5]。据报道，有24.8%的白内障患者术前角膜散光度数<0.50D,而有41.8%的>1.00D,11.2%的则在>2.00D。这与Nichamin[6]回顾自己的白内障患者的结果相近,在他的研究中,10%的患者伴有>2.00D的散光,20%的伴有1.00-2.00D,70%的伴有<1.00D,约近1/3的患者需要矫正散光。

2 手术矫正角膜散光的历史

降低术后散光的概念可追溯到1869年，手术矫正散光可追溯到19世纪末。1894年，Bates提出了在陡峭经线做垂直切口矫正散光的设想。1898年，Lans发表了对家兔的研究结果，把角膜变平归因为随后的瘢痕形成而不是松解切口本身。Sato注意到，随着圆锥角膜自发破裂的愈合，而使角膜的弯曲度降低。50年代，Sato[7]报道了角膜后表面切开治疗散光。Akiyama报告Sato术后平均20年发生了角膜内皮失代偿，Sato法因此被放弃。1965年，Barraquer报道了新月形切除矫正先天性散光。1970年，Troutman等[8]报道了楔形切除矫正角膜移植术后散光。Fyodorov以角膜前表面放射状切开术治疗近视及复性近视散光，克服了Sato法的严重并发症，1978年已有系列报道。1979年，Bores将RK引入美国，发明了精密角膜测厚仪、微调钻石刀等关键设备，为角膜切开手术发展奠定了基础。1980年，Troutman等报道了弧形切口矫正角膜移植术后散光的向量分析结果，提出弧形切口的偶联率为2：1。同年，Krachmer等[9]报告楔形切除的偶联率为1：1，松解切口为1.2：1，术后等效球镜均向近视变化，并认为松解切口可作为散光矫正的首选方法。

3 散光矫正手术原理

3.1 原理 向弹性拱顶增加组织，将增长曲率半径，使拱顶变平，降低屈光度。反之，则相反。T切口沿纬线方向增加组织，在所在经线上增加了曲率半径，直接使拱顶变平。放射状切口沿经线方向增加组织，通过延伸使拱顶间接变平。角膜屈光度F=0.3375/曲率半径，故在7-8.5mm曲率半径内，每0.1mm的变化可产生2/3D的屈光度变化。散光矫正术一般在一个角膜经线上完成，或增加或降低该经线曲率半径[10]。

3.2 活体Gauss定律 使陡峭经线变平的角膜切口可导致900以外的平坦经线继发性成比例变陡，继发变化随着角膜圆周长增加而衰减，即偶联现象，亦即是活体Gauss定律。T切口有偶联现象，而放射状切口没有偶联现象。散光矫正量就等于两条经线曲率变化的总和。Thornton认为，根据偶联原理，手术可矫正-2.0DS联合-5.0DC到+2.0DC联合-5.0DC范围的屈光不正[11]。

4 白内障散光矫正的几种方法

白内障术后散光是术前散光和术中散光二者综合的结果,白内障患者术前大多存在不同程度的角膜散光,22%以上的患者为大于1.25D的散光,不同年龄段之间有轻微的差别。如何减少术后散光亦成为现代白内障手术的目的之一。

4.1 切口位置的选择 白内障手术切口位置的选择可以被看作是永久减少术前屈光不正的一项屈光措施[12]。如果术前散光不大,可以选择颞侧手术切口,而当术前散光陡峭轴位于180°及90°时,则选择鼻侧及上方切口,以中和术前存在的散光[13]。Oshika等[14]研究了上方巩膜隧道切口和颞侧透明角膜切口引起的术后散光,表明上方巩膜隧道切口导致逆规性散光,而颞侧透明角膜切口以顺规性散光为主。因此,对顺规性散光采用上方巩膜隧道切口,对逆规性散光采用颞侧透明角膜切口能有效地减少术后的角膜散光度。而在角膜地形图或角膜曲率计引导下,选择术前角膜散光最强子午线方向,即陡峭子午线上行切口可有效地减少术后的角膜散光,提高术后裸眼视力[15]。Jiang等[16]报道,角膜地形图引导下决定手术切口方向有助于减少术后角膜像差。Tejedor等为了减少术后散光,提出以下观点:沿陡峭轴做手术切口;越长的手术切口导致角膜变平的效果越大,引起的术后散光越大；手术切口靠后,将减少逆规性散光；直线或反眉形切口减少逆规性散光等。很多白内障手术患者术前已经存在一定量的散光,如何在手术中矫正术前散光，以及如何尽可能的减少手术源性散光，是众多白内障手术医生关注的问题。目前，有很多种手术方法可以与白内障手术联合以矫正患者术前存在的散光,如利用白内障切口矫正散光、松解性角膜切开术、复曲面人工晶状体植入及角膜楔形切除术等。

4.2 松解性角膜切开术 松解性角膜切开术根据所松解的部位不同可分为透明角膜松解口（corneal relaxing incision,CRIS）和角巩膜缘松解切口（limber relaxing incision,LRIS）。CRIS手术前需了解角膜散光的度数和子午线的方位外,还需使用角膜厚度测量仪测定角膜的最陡子午线距角膜中心3.5mm对称点的角膜厚度。术中在最陡子午线上做一对弧长为45°、深约400μm的垂直于角膜平面的非穿透性切开,以减少陡峭子午线上的屈光力。根据实际情况的不同,松解性切口最多可以矫正3.00D的散光[17,18]。而在最大角膜曲率径线上做成对切口,其矫正散光的效果最好,有报道可平均矫正2.06D的散光[19]。与CRIS相比,LRIS距离角膜光学中心较远,较少引起眩光和患者不适,术后恢复较快,且矫正散光效果更好[20]。上述两种方法操作简便,校正范围大于手术切口矫正方法,但其改变了角膜的正常结构,术后异物感明显,且同样存在预测性不强的缺点。

4.3 矫正散光的其它角膜手术 对不规则散光的治疗主要应用准分子激光屈光性角膜切削术，其它利用角膜矫正散光的术式还有角膜楔形切除术、角膜环形切开术、角膜表层镜片术、角膜T形切开、角膜内缝线法、斜方形角膜切开、角膜边缘的热烧灼法、角膜环形切开法、骨胶原物质植入法等。但因此类手术存在屈光回退、Fucks角膜营养不良、新生血管植入、绿脓杆菌性角膜炎、医源性圆锥角膜等并发症[21-22],行白内障手术同时行角膜切开术有助于减少术后散光并且较为安全。

4.4 矫正散光的IOL-Toric IOL 以上方法是通过改变角膜形状达到矫正角膜散光目的的非手术方式,但它们有不可预测性、矫正度数有限、具有回退风险等局限性,而Toric IOL则在矫正散光方面具有更大的优势,因Toric IOL是将散光矫正与IOL的球镜度数相结合的一种新型屈光性IOL。Kersey等[23]对角膜移植术后合并高度散光的白内障患者用Toric IOL进行矫正,最大矫正可达16.14D,由术前17.89D矫正到术后1.75D,平均矫正7.37D。Tehrani等[24]报道，用Toric IOL可以矫正高达22.5D的角膜散光。植入Toric IOL时角膜相当于负柱镜,IOL相当于正柱镜,IOL的散光轴向应与角膜的散光轴向一致。Toric IOL度数的计算一般按照厂家提供的软件进行计算,根据角膜曲率计或角膜地形图得出角膜水平轴和垂直轴的屈光状态,分别代入IOL的理论计算公式,得到所需IOL度数,标记轴向为最小屈光力的轴。其轴位与角膜最大屈光力子午线精确重合可获得最佳矫正效果,轴位偏差10°会降低1/3左右矫正效果,偏差20°会降低2/3左右矫正效果,偏差大于30°会增加术后散光[25]。

虽然眼内Toric IOL可以充分矫正规则及斜轴散光,但临床应用时也有一定局限性,如不能矫正不规则散光,且受手术源性散光影响较大等。Hill对806例术前小于2.50D散光眼的手术源性散光对Acry Softoric IOL术后散光的影响进行研究,结果显示，手术源性散光对IOL的选择及切口位置的影响是显著的,所以考虑切口的位置对选择合适IOL以减少术后散光是重要的。我们临床工作中也会通过改变切口位置以期获得最小的术后散光。

4.5 其它术中控制散光的方法 无论何种白内障手术,在手术结束时采用适当的方法,判断角膜在各子午线上的屈光率是否相同,并加以必要的调整,对控制术后散光发生是十分必要的。常用的方法有:（1）前房注气法:术毕前房内注入消毒空气,判断气泡是否正圆,以了解角膜曲率,调整缝线松紧；（2）角膜曲率计:通过装在高档显微镜上的角膜曲率计在术毕了解角膜曲率情况；（3）Simcoe可消毒塑料盘:该种盘上刻有同心圆,可平放与角膜上,通过形成的液环与同心圆的关系来判断角膜曲率状态。

5 结语

综上所述,白内障手术同时矫正术前存在的角膜散光有多种术式可以选择,包括将切口作在角膜散光的陡峭径线上、单独或成对角膜缘松解切口、Toric IOL植入等,术式选择应因人而异。对大多数仅有轻度散光的患眼,将超声乳化的手术切口做在陡峭的径线上就足以达到矫正效果;角膜缘松解切口由于可以矫正更大度数散光,因而对那些想要植入多焦点IOL而伴有大于1D角膜散光的患者就很必要;而对更大度数的散光患者,Toric IOL植入则是最好的选择。对于术后仍存留的散光,可以通过术后角膜屈光手术矫正。

[1]吴丽萍,盛耀华,王于蓝，等.白内障人群的角膜散光分布[J].国际眼科杂志，2009，9：487-488.

[2]Attebo K,Ivers RQ,Mitchell P.Refractive errors in an older population:the blue mountains eye study[J].Ophthalmology,1999,106（6）:1066-1072.

[3]Hayashi K.Topographic analysis of the changes in corneal shape due to aging[J].Cornea,1995,14（2）:527-532.

[4]Artal P,Guirao A.Contributions of the cornea and the lens to the aberrations of the human eye[J].Opti Lett,1998,23（4）:1713-1715.

[5]Trindade F,Oliveira A,Frasso M.Benefit of against the rule astigmatism to uncorrected near acuity[J].J Cataract Refract Surg,1997,23（1）:822-825.

[6]Nichamin LD.Astigmatism control[J].Ophthalmol Clin North Am,2006,19（4）:485-493.

[7]Sato T.Posterior half incision of cornea for astigmatism[J].Am J Ophthalmol,1953,36:462.

[8]Troutman RC,Swinger C.Relaxing incision for control of postoperative astigmatism following keratoplasty[J].Ophthalmic Surg,1980,111:117.

[9]Krachmer JH,Fenzl RE.Surgical correction of high postkeratoplasty astigmatism:relaxing incisions vs wedge resection[J].Arch Ophthalmol,1980,98:1400.

[10]肖扬，张薇，胡泳霞.角膜切开术治疗白内障人工晶体植入术后的散光[J].国外医学-眼科学分册，1997，21：282-285.

[11]Thornton SP.Astigmatic keratotomy:a review of basic concepts with case reports[J].J Cataract Refract Surg,1990,16（4）:430.

[12]Venkatesh R.Phacoemulsification vs.manualsmall-incision cataract surgery[J].Ophthalmology,2006,113（10）:1884-1885.

[13]Tejedor J,Pérez-Rodriguez JA.Astigmatic change induced by 2.8mm corneal incisions for cataract surgery[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2009,50（3）:989-994.

[14]Oshika T,Sugita G,Tanabe T,et al.Regular and irregular astigmatism after superior versus temporal scleral incision cataract surgery[J].Ophthalmology,2000,107（11）:2049-2053.

[15]Geggel HS.Arcuate relaxing incisions guided by corneal topography for postkeratop lasty astigmatism:vector and topographic analysis[J].Cornea,2006,25（5）:545-557.

[16]Jiang Y,Le Q,Yang J,et al.Changes in corneal astigmatism and high order aberrations after clear corneal tunnel phacoemulsification guided by corneal topography[J].J Refract Surg,2006,22（9 Suppl）:S1083-1088.

[17]Wang L,Misra M,Koch D.Peripheral corneal relaxing incisions combined with cataract surgery[J].Cataract Refract Surg,2003,29:712-722.

[18]Gills J,Van der Karr M.Combined toric intraocular lens implantation and relaxing incision to reduce high preexisting astigmatism[J].J Cataract Refract Surg,2002,28（9）:2585-2588.

[19]Lever J,Dahan E.Opposite clear corneal incisions to correct preexisting astigmatism in cataract surgery[J].Cataract Refract Surg,2000,26:803-805.

[20]Budak K,Yilmaz G,Asian BS,et al.Limbal relaxing incisions in congenital astigmatism:6 month follow-up[J].Cataract Refract Surg,2001,27:715-719.

[21]Bradley MJ,Coombs J,Olson RJ.Analysis of an approach to astigmatism correction during cataract surgery[J].Ophthalmologica,2006,220（5）: 311-316.

[22]Wilkins MR,Mehta JS,Larkin DF.Standardized arcuate keratotomy for post keratop lasty astigmatism[J].J Cataract Refract Surg,2005,31（2）:297-301.

[23]Kersey JP,O,Donnell A,Illingworth CD.Cataract surgery with toric intraocular lenses can optimize uncorrected postop erative visual acuity in patients with marked corneal astigmatism [J].Cornea,2007,26（2）:133-135.

[24]TehraniM,Stofelns B,Dick B.Implantation of a custom intraocular lens with a 30-dioptertorus for correction of high astigmatism after penetrating keratoplasty[J].J Cataract Refract Surg,2003,29（12）: 2444-2447.

[25]Fam HB,Lmi KL.Meridional analysis for caculaing the expected spherocylindrical refraction in eyes with toric intraocular lenses[J].J Cataract Refract Surg,2007,33（12）:2072-2076.