飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术矫正近视散光的研究进展
2020-02-16卢玥浩夏丽坤
卢玥浩 夏丽坤
在众多屈光手术中,90%以上的术式在角膜上进行,故在近视及近视散光的矫正手术中,角膜屈光手术最成熟,也最被广泛接受。飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(small incision lenticule extraction,SMILE)作为最先进的角膜屈光手术之一,其整个透镜切削的过程通过飞秒激光在角膜基质内完成,只在完成角膜帽制作后,用飞秒激光制作一个2 mm左右的微切口取出透镜,整个手术过程处于闭合模式,使得手术的安全性和舒适性大大提高。由角膜帽替代准分子激光原位角膜磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK)中角膜瓣的制作,术中角膜神经的保护及角膜生物力学的稳定性得到极大的提高,SMILE矫正近视散光疗效理想,甚至达到了拥有先进跟踪功能的LASIK的手术效果,在和LASIK有着相比拟的安全性、有效性和可预测性的同时,SMILE还在改善术后干眼和角膜敏感性方面有独到优势[1-5]。
但与LASIK及准分子激光角膜切削术(photorefractive keratectomy,PRK)不同的是,SMILE在手术过程中无自动瞳孔追踪或虹膜定位这类客观跟踪系统,术中切削中心和轴位固定几乎全部依赖于患者对于指示灯的注视及手术医师的经验[6-7]。虽然在切削过程中有低负压的吸引固定眼球,减轻了注视疲劳,但由于患者的紧张情绪可造成不自觉的眼球运动,加之SMILE手术的学习曲线长于LASIK及PRK,故近视散光矫正的精确性及有效性受到一定的挑战。
1 SMILE矫正近视散光疗效的影响因素
总体而言,SMILE在矫正近视散光中取得了令人满意的手术效果[4,8],即使是早期的研究结果,仍能看出SMILE对等效球镜的控制效果非常理想,但对于散光的矫正出现了欠矫的结果[9]。
1.1 轴位误差患者由术前检查时的坐位调整到手术时的卧位,由于前庭系统的生理功能或隐性轴性斜视的暴露,以及术中不自觉的单眼注视,会有一定的眼球旋转,当这种旋转大于2°且未被修正时,散光矫正的疗效便可能被影响[9]。由于SMILE手术缺乏客观的眼球追踪或虹膜定位系统,患者眼球的轴位改变难以在手术显微镜下精确捕捉,这便造成了散光矫正的轴位误差。在Ivarsen等[9]和Zhang等[10]稍早的研究中就已经发现了轴位误差的存在,而在Pedersen等[11]长达12个月的随访中也证明这种轴位误差并没有随时间的推移而消失。
LASIK手术由于存在眼球辅助定位系统和较高的个性化切削能力,在散光的矫正上取得了较好的结果[12-14],故研究者们经常把两种术式进行对比研究。Chan等[15]对比了SMILE与LASIK矫正低中度散光的疗效,发现SMILE术后裸眼远视力与术后散光大小均高于LASIK,手术实际散光矫正量也小于LASIK。Kanellopoulos[16]也发现了SMILE术后视力和对比敏感度较LASIK低,而等效球镜、残余散光较LASIK高,并认为这种误差和SMILE缺少客观眼球定位系统有关,Bohac等[17]也在研究中发现了类似的结论。但LASIK会在手术过程中产生更多的球差,LASIK术后干眼症状也较重[3,5,18-19],且Chan等[20]在研究中发现矫正3.00 D以上的散光时,两种术式的误差均提高了,但二者误差差异并无统计学意义。
1.2 散光大小针对于散光度数的大小方面,总体趋势是散光量越大,SMILE矫正的不稳定性也就越大,且主要是以欠矫为主。Ivarsen等[9]在早期的研究中发现,以2.50 D为分界,通过SMILE矫正低度与高度散光分别造成了13%和16%的欠矫。Pedersen等[11]也在研究中发现,随访SMILE矫正近视散光术后1 a仍有11%的欠矫存在。Alió del Barrio等[8]在对2010至2017年SMILE矫正近视散光研究的Meta分析中,也推荐SMILE矫正近视散光时附加10%的补矫。
关于欠矫的原因方面并没有给出合适的理论,目前只有Sideroudi等[21]发现在高度散光患者SMILE术后3 a角膜后表面散光值有所下降,并考虑与高度散光的欠矫有关,但这却与Gyldenkerne等[22]的研究结果相悖,可能是因为随访时间较短,仍需要更多的研究证实。
1.3 眼内散光眼内散光(ocular residual astigmatism,ORA)是人眼屈光异常的重要组成部分[23]。传统观念认为ORA是角膜前表面以外的散光成分,但目前研究表明,ORA其实是一个多种参数的集合体,包括角膜前表面高阶像差、角膜后表面散光、晶状体前后表面散光、生物屈光折射率的不稳定性、晶状体偏中心,甚至包括视网膜倾斜程度和大脑皮质认知能力等[24],而这种构成复杂的参数通过验光只能在球柱镜水平表达出来,并且通过SMILE手术也只是在角膜前表面水平进行球、柱镜水平矫正,故可能造成一定的误差。ORA在LASIK等其他角膜屈光手术的研究中被证明其对手术矫正的精确性及术后视觉质量,包括术后视力、术后残余散光、甚至对比敏感度和高阶像差均有着不同程度的影响[25-28]。
同样作为板层角膜屈光手术的SMILE在矫正近视散光时也可能会受到ORA的影响,但关于这方面的研究结果非常有限。在Qian等[29]的研究中,发现较高的ORA会带来更高的术后散光,且术后1~6个月,各时间段高ORA组的成功指数均大于低ORA组,考虑SMILE在矫正高ORA近视散光时的效能降低。在Chan等[30]的研究中通过不同的分组方式也得出了类似的结论。
1.4 散光的顺规、逆规性由于睑裂位置及压力的作用,角膜水平子午线方向的屈光力较为平坦,且全眼散光的主要来源是角膜,故多数人表现为顺规性散光。Ivarsen等[31]发现,除了每1.00 D预矫正会造成-0.15 D大小误差外,逆规性散光者始终生成 0.32 D大小误差,并建议在高度近视散光的矫正中考虑该影响因素。Pérez-Izquierdo等[32]将顺规、逆规、斜轴散光再按不同大小分类后,发现只有当散光≥1.50 D后,顺规性散光的大小误差明显低于逆规性和斜轴散光,也说明了矫正高度近视散光时需考虑散光的顺规、逆规性。
1.5 眼别由于手术并不是双眼同时进行,其先后顺序对患者情绪及配合程度的影响,以及术者对于左右眼手术的不同熟练度,或侧切口的位置等,均有可能对左右眼的散光矫正精确性造成影响。Yildiz等[33]研究发现,同时接受SMILE矫正近视散光的双眼,虽然都取得了理想的术后视觉质量,但左眼会取得较高的矫正指数。故在SMILE矫正散光的研究中,推荐使用同一侧眼数据进行分析,可能会进一步提高可信度。
2 误差控制
近视散光矫正的误差主要来源是预矫正散光的度数大小及无法精确定位的眼球旋转造成的,故误差控制需要在这2个因素上进一步讨论。
2.1 散光度数的补偿由散光度数造成的欠矫量可以得知,在预矫正散光大小的基础上添加10%的补矫是较为科学的。但不同的研究结果所报告的大小误差均不一样,甚至在个别研究中出现了低度散光过矫倾向[34],这可能与每台设备的细微差别、不同治疗中心nomograms的设定及不同术者的经验有关。故在精确的术前检查及优秀的手术设计的前提下,个性化nomograms的设定、对设备矫正效能的摸索和长时间手术经验的积累也对精确的近视散光矫正起至关重要的作用。
2.2 轴位误差的补偿Ganesh等[35]提出并报道了人工轴位补偿的方法及效果,即在负压吸引后,通过轻轻旋转锥形角膜接触镜,将0°~180°角膜缘标记与显微镜水平标记重合校正,发现高度近视散光患者术后角度误差和成功指数较低度近视散光更低,认为该方法对高度近视散光的矫正有较好的校正作用。
Jun等[36]在手术中使用三重标记中心定位技术,即在术前通过共轴视角角膜反射,在水平子午线和下方角膜做3处标记,在手术对接过程中,在三点坐标的帮助下,对偏中心和眼球旋转进行修正。术后6个月的角度误差绝对值(1.76±1.75)和成功指数(0.13±0.08)与波前像差引导的PRK无明显差异,证明该方法对近视散光的矫正有较好的轴位修正作用。Kang等[37]在SMILE手术中使用同样的方法修正偏中心,还得出了更好的中心定位及更小的术后高阶像差效果。
Chen等[38]对比通过和不通过人工轴位补偿的SMILE矫正近视散光,发现虽然两者术后等效球镜相似,但补偿组术后视力(1.07±0.11)高于未补偿组(0.92±0.19),矢量分析补偿组大小误差和角度误差也明显小于未补偿组。同时在对SMILE矫正近视散光术中轴位补偿的患者行6个月随访后,证实了这种方法的可预测性、有效性和安全性[39]。
而在Xu等[40]的研究中却显示,虽然通过人工轴位补偿可以达到一定程度的手术修正效果,但其对视觉质量的影响非常有限,故认为人工轴位补偿并不是SMILE手术矫正近视散光时必需的步骤。
3 散光的分析方法
3.1 测量电脑验光仪和综合验光仪是测量全眼散光最常用也是最基本的测量工具,其对患者整体屈光状态的获取分析在手术设计和术后随访中具有非常重要的意义。
由于SMILE手术是角膜板层屈光手术,通过改变角膜曲率来改变人眼的屈光状态,角膜地形图能够精确捕捉到角膜形态、曲率的变化,故角膜地形图在SMILE手术中拥有非常重要的临床意义及科研价值。不论是基于Placido环设计的经典角膜地形图设备(如ATLAS),或是非基于Placido盘反射影像设定的新型设备(如Orbscan),甚至现在最新型的基于Scheimpflug成像原理的Pentacam角膜地形图,其至少可以分析角膜前表面的曲率状态,用于术前圆锥角膜和术后角膜膨隆的筛查与诊断[41]。而在散光研究中,其可以测量角膜前、后表面的曲率,进行眼球散光各项成分(如ORA)的分析。目前研究最热门的Pentacam角膜地形图是SMILE角膜屈光研究最理想的设备,在Qian等[42]的研究中,也证明由该设备测量出的全角膜屈光力(total corneal refractive power,TCRP)是最精确的手术前后散光测量值。
3.2 分析散光应该被视为有大小和方向的矢量进行分析,矢量分析方法源于斜交柱镜(jackson cross-cylinders,JCC)理论,即任何以球、柱镜形式表示的验光结果均能分解为等效球镜与两个交叉柱镜的结合形式。Alpins[43]首先提出了散光矢量分析的理念,通过测定并计算散光矫正的大小和轴位来分析散光矫正的效果,这种方法被用在了角膜激光屈光手术治疗散光疗效的评定中[44],并被大量研究散光的学者沿用至今。虽然该方法可以准确地显示手术前后的散光大小、方向及变化关系,但其根本上是数学模型的计算结果,并且受到患者恢复过程、术者手术技术等客观因素影响,所以不能代表实际测量结果,其分析结果只能作为手术设计及预后预测的参考值,真正的疗效和误差分析仍然基于客观设备的分析检查。
4 总结
SMILE作为最先进的角膜屈光手术之一,其在近视散光矫正上的安全性、有效性和可预测性是得到充分认可的,相较于传统LASIK及PRK手术,其创伤小、耗时少、恢复快、并发症少成为了不可取代的优势,为屈光不正的矫正提供了更优选的方案。但其在近视散光的矫正中仍存在误差,缺少客观的眼球运动追踪设备是最重要的原因之一。现有的人工角度修正或度数补偿方法在一定程度上提高了矫正的精确性,但这类方法并未被官方认可,也需要更大样本的研究。故更加精确的眼球定位方法的研究及SMILE术中眼球追踪定位系统的开发,是提高SMILE矫正近视散光精确性和有效性的重要方向。