SMILE术后角膜帽的观察研究△——基于傅里叶频域光学相干断层扫描(FD-OCT)

李金孝 王雁 徐路路 危平辉 吴雅楠 张悦 邹昊瀚

目前，飞秒激光在角膜屈光手术领域应用最广泛的手术方式包括飞秒激光辅助的准分子激光原位角膜磨镶术(femtosecond laser in situ keratomileusis，FS-LASIK)和飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(smile incision lenticule extraction，SMILE)。关于手术的精准性涉及到多个方面，其中包括各层组织的切割和定位等，已有很多关于运用光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)对飞秒激光与板层刀制瓣的比较等方面研究[1-2]。然而关于SMILE手术制作角膜帽的精准性及术后不同时间、不同位点角膜帽厚度与形态特点的研究较少，且术后帽厚度变化的相关影响因素报道也相对较少。第四代傅里叶频域OCT(fourier-domain OCT，FD-OCT)为新一代眼前节OCT系统，其中RTVue-100(Optovue Inc，Fremont，CA)扫描速率为26 000次·s-1，横向分辨率达15 μm，纵向分辨率为5 μm，灵敏度高，采集的数据量比时域OCT更大、更准确[3]。故本研究使用FD-OCT对SMILE术后不同时间角膜帽厚度进行测量及分析，旨在验证Visumax飞秒激光的精确性、重复性和均一性，避免因角膜帽厚度估计过厚造成基质厚度保留不足，术后导致角膜扩张甚至继发性圆锥角膜等可能存在。分析不同时间、不同位点角膜帽厚度变化特点及其相关影响因素，为屈光术前制作角膜帽考虑相关参数及手术的安全性等提供一定的参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性研究。将2018年5月至6月在天津市眼科医院屈光手术中心拟行SMILE手术的44例(87眼)患者作为研究对象；其中男31例、女13例。所有研究对象均行FD-OCT检查，角膜地形图检查。入选标准：(1)术前等效球镜度不超过-10.0 D；(2)非接触测量眼压<21 mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)；(3)角膜无云翳或斑翳；(4)2 a内屈光度数稳定(每年度数变化在0.50 D以内)；(5)停戴软性角膜接触镜2周以上，停戴硬性角膜接触镜4周以上。排除标准：(1)年龄小于18周岁；(2)角膜斑翳及明显血管翳者；(3)任何眼部外伤史、肿瘤史、眼前节疾病、眼底病变及活动性病变者；(4)可疑或确诊圆锥角膜者；(5)全身性疾病，如糖尿病、自身免疫病者。本研究内容符合赫尔辛基宣言中的伦理学标准，所有研究对象均知情后签署知情同意书。

符合条件的预设制帽厚度为120 μm的44例(87眼)手术患者，年龄为17～30(21.07±3.98)岁，术前等效球镜度为-1.13～-9.13(-5.25±1.75)D，角膜曲率为40.20～45.90(42.76±1.28)D，中央角膜厚度(CCT)为498～655(561.61±33.66)μm，角膜前表面曲率半径为7.36～8.40(7.90±0.23)mm。

1.2 常规检查所有患者均行裸眼视力(uncorrected visual acuity，UCVA)、最佳矫正视力(best corrected visual acuity，BCVA)、眼底、显然验光和散瞳验光、非接触性眼压、裂隙灯眼前节、第四代FD-OCT、Pentacam 眼前节图像分析系统 (Pentacam HR，Oculus GmbH，Wetzlar，德国)检查等。术后随访至1个月，包括UCVA、电脑验光、裂隙灯检查、Pentacam地形图检查和FD-OCT检查。术后行FD-OCT时所有被检眼均由同1名经过培训的技师重复测量3次，计算3次的平均值作为结果。分别对术后1周、1个月角膜上1200和900两条经线所在截面上的13个特定测量点的角膜帽厚度和相应剩余基质床厚度进行测量，取角膜顶点处为中央定位点，进行标记，并分别于距中央定位点±1 mm、±2 mm、±3 mm处进行标记，共计7处标记位点。并将0～±1 mm、±1～±2 mm、±2～±3 mm分别定义为中央区、旁中央区、周围区。上皮区分为中心区(直径≤2 mm圆)、内环区(直径>2～5 mm环形区域)及外环区(直径>5～6 mm环形区域)。

1.3 手术方法所有手术均由同一名经验丰富的手术医师完成。术前术眼常规滴3 g·L-1氧氟沙星滴眼液，4次·d-1。应用VisuMax飞秒激光系统(德国Carl Zeiss公司)制作角膜帽，预先设置角膜帽的直径、厚度、切口宽度、角度、能量和点间距等参数，手术在局部麻醉下进行，术前常规对患者进行结膜囊冲洗和眼周消毒后，先后滴4 g·L-1盐酸奥布卡因滴眼液2次行眼表面麻醉。应用VisuMax飞秒激光系统，其脉冲频率为500 kHz，脉冲能量为140～145 nJ。角膜帽厚度均设置为120 μm，透镜厚度为40.0～171.0 μm，帽直径7.5～7.9 mm。手术时嘱患者注视正上方闪光灯，良好对中心和负压吸引完成后，飞秒激光扫描完成微透镜制作，顺序依次为微透镜下表面、侧切、微透镜上表面、切口。然后负压解除，分离透镜。术中未见脱负压者。

1.4 术后处理及随访术后3 g·L-1左氧氟沙星滴眼液滴眼3 d，每天4次；1 g·L-1氟米龙滴眼液滴眼每天4次，每2周递减1次，共8周。随访时间为术后1周、1个月。随访内容包括UCVA、BCVA、电脑验光、眼压及FD-OCT等。

1.5 统计学方法采用SPSS 23.0统计学软件进行统计分析。飞秒激光制帽实际测量值与预期值的比较及不同时间各位点比较采用配对样本t检验；术后同一时间不同位点及不同区域角膜帽厚度比较采用单因素方差分析；术后角膜帽厚度与CCT、术前参数等相关性统计采用Pearson线性相关分析。术后不同时间角膜上皮厚度变化比较采用重复测量方差分析。有统计学差异的线性相关因素采用多元线性回归分析法。检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 角膜帽的精确性水平方向术后1周、1个月实际测量的帽厚度较预设角膜帽厚度分别厚(5.47±2.64)μm、(4.99±3.41)μm，差异均有统计学意义(t=19.293、13.648，均为P<0.001)；垂直方向术后1周、1个月实际测量的帽厚度较预设角膜帽厚度分别厚(6.45±3.36)μm、(5.58±3.10)μm，差异均有统计学意义(t=17.908、16.770，均为P<0.001)。此外，术后1周共98.85%(86/87)的患眼UCVA达到20/20及以上，等效球镜度为(-0.25±0.53)D；术后1个月共95.40%(83/87)患者UCVA到达20/20及以上，等效球镜度为(-0.25±0.44)D，眼压均正常，无角膜上皮粗糙者，无术后并发症者。

2.2 飞秒激光制帽的可重复性水平方向术后1周、1个月标准差分别为2.64 μm、3.41 μm；垂直方向术后1周、1个月标准差分别为 3.36 μm、3.10 μm。

2.3 角膜帽各位点的均一性水平方向术后1周、1个月不同位点角膜帽厚度差异均有统计学意义(F=3.246，P=0.004；F=2.295，P=0.034)；垂直方向术后1周、1个月不同位点角膜帽厚度差异均无统计学意义(F=1.826，P=0.092；F=1.803，P=0.096)。术后1周和术后1个月水平方向不同位点角膜帽厚度比较，差异均无统计学意义(均为P>0.05；见表1)。术后1周和1个月垂直方向不同位点除距角膜中央上方1 mm外角膜帽厚度差异有统计学意义外(t=2.146，P=0.035)，其他位点差异均无统计学意义(均为P>0.05；见表2)。

2.4 角膜帽不同区域的规整性水平方向术后1周、1个月的中央区、旁中央区、周围区帽厚度均值差异均无统计学意义(F=0.825，P=0.439；F=0.245，P=0.776)；垂直方向术后1周、1个月不同区域帽厚度均值差异均无统计学意义(F=0.714，P=0.491；F=1.289，P=0.277)。见表3。

2.5 影响角膜帽厚度的相关因素CCT与术后1周、1个月角膜帽厚度均存在正相关性(r=0.438、0.360，P<0.001、0.001)，术前角膜中央区上皮厚度与术后1周、1个月角膜帽厚度均存在正相关性(r=0.323、0.296，P=0.002、0.005)。术后角膜帽厚度与CCT、术前中央区上皮厚度多元线性回归分析，回归方程：术后1周角膜帽厚度=96.226+0.032×CCT+0.212×术前角膜中央区上皮厚度；术后1个月角膜帽厚度=97.022+0.029×CCT+0.219×术前角膜中央区上皮厚度。见图1至图4。

表1 水平方向不同位点角膜帽的厚度值

表2 垂直方向不同位点角膜帽的厚度值

表3 不同区域角膜帽的厚度值

图1 术后1周角膜帽厚度与CCT的相关性分析图 图2 术后1个月角膜帽厚度与CCT的相关性分析图 图3 术后1周角膜帽厚度与术前中央区上皮厚度的相关分析图 图4 术后1个月角膜帽厚度与术前中央区上皮厚度的相关分析图

2.6 术后不同时间点各区域角膜上皮厚度变化除中心区角膜上皮厚度术后1周较术前变薄外，术后早期整体各区域角膜上皮厚度随时间呈现增厚趋势。术后各区域角膜上皮厚度的比较未见统计学意义。

3 讨论

飞秒激光手术精确性影响术后视力的恢复，且不均一的瓣厚度会增加术后散光或高阶像差，尤其是球差，进而影响术后视觉质量[4]。角膜瓣的制作是传统LASIK手术的重要步骤之一，SMILE手术角膜帽制作和准确性同样是关键的一步。飞秒激光LASIK矫正近视性屈光不正的过程中，激光消融的部位主要位于角膜中央区域，故以往研究主要是针对CCT以及中央角膜瓣情况的研究。部分患者主诉术后视觉质量下降，如暗室下眩光、光晕、夜视力差等，与周边视力有关，仅仅分析中央角膜瓣的情况是不够的。迄今为止，关于SMILE手术角膜帽的相关研究甚少，因此本研究采用RTVue-100 FD-OCT对SMILE术后6 mm直径不同方向、不同位点的角膜帽厚度进行测量，使对角膜帽的观察更为全面。由于SMILE手术较少地切断角膜基质的胶原纤维，使组织之间的贴合更紧密，组织间的黏附力更强[5]，术后3个月角膜帽与基质床交界面的反光效应已经不容易分辨，增加了术后测量误差，故本研究只分析术后1周、1个月不同方向、不同位点及不同区域角膜帽厚度变化规律及其相关影响因素。帽厚度预测性的高低对于准确评估术后残留角膜基质床厚度及确保手术的安全性同样重要，因此本研究具有实际的临床意义。

本研究术后角膜帽厚度均较预设帽厚度偏厚，与Fu等[6]研究结果类似，但其未分析不同位点帽厚度变化。原因考虑与飞秒激光系统的校准、术后中央角膜上皮的增生[7]、角膜创伤基质愈合的炎症反应、基质水肿[8]、术后角膜生物力学特性[9]等有关。Rocha等[10]和Kanellopoulos等[11]研究FS-LASIK术后角膜上皮厚度的变化，发现术后1周中央角膜上皮厚度变薄，与本研究结果类似。另外，角膜上皮下的神经丛对角膜有营养作用，分泌的神经肽在维持角膜表面规则性、上皮的增生、完整性方面起重要的作用[12]。角膜的神经分布存在部位的差异：中央>鼻侧>颞侧>下方>上方[13]。魏升升等[14]发现SMILE术后1周角膜中央区3 mm范围内角膜知觉均较术前下降，到术后1个月中央区内上方和颞侧角膜知觉恢复。故考虑与屈光术后角膜中央区上皮下的神经尚未恢复及基质炎症反应轻有关。术后早期角膜上皮厚度整体呈现增厚趋势，可能是组织切削后角膜曲率变化后角膜上皮的一种补偿机制，这与LASIK术后情况相一致[15]。

术前角膜中央区上皮厚度及术前CCT与角膜帽厚度存在正相关性。随着角膜上皮厚度的增加，角膜的生物力学性能会相应地增强[16]。进一步将术后角膜帽厚度与术前角膜中央区上皮厚度、CCT行多元线性回归分析发现，术后CCT对角膜帽厚度的影响较大。角膜厚度越厚，负压吸引环对眼球及角膜越易压缩，导致角膜瓣增厚[17]。屈光术后取出透镜的上下界面可能存在缝隙，随着术后角膜组织生物力学特性的变化，尤其是蠕变的作用，也可能使透镜界面间缝隙增大，造成术后角膜帽厚度的增加[9，18]。Reinstein等[18]利用数学模型发现，随着角膜帽厚度的增加，角膜抗张强度增加。故考虑本研究术后角膜帽厚度的增加，对于维持角膜生物力学的稳定性有重要临床意义。田磊等[19]使用IntraLase飞秒激光制作的角膜瓣厚度与术前CCT无相关性。考虑本研究测量的是角膜帽，而角膜帽与角膜瓣的制作方法不同，手术方式不同，且本研究使用FD-OCT测量角膜帽厚度，与其他仪器测量有统计学差异，可归结为不同的成像原理和分割算法[20-21]。因此，从维持角膜生物力学特性、减少炎症反应的层面上可以考虑增加角膜帽厚度，然而盲目增加角膜帽厚度会使残余角膜基质减少，增加角膜后膨隆的发生风险。

本研究重复性利用帽厚度测量值均数的标准差来评价。Hall等[22]分别使用时域和频域OCT对VisuMax制作的120 μm角膜瓣厚度变异进行分析，得出频域OCT有更好的重复性，为4.19 μm；田磊等[19]使用IntraLase FS60飞秒激光制作110 μm的角膜瓣，测量术后1个月4条经线所在截面(0°、45°、90°和135°)的角膜瓣厚度，可重复性为3.54～4.02 μm。本研究中标准差为2.64～3.41 μm，可见飞秒激光制帽的可重复性较好。

术后各位点角膜帽厚度差异变化不大，体现飞秒激光制帽的均一性，同时提示飞秒激光可制作厚薄均匀、一致的角膜帽。但距角膜鼻侧2 mm处厚度值较其他位点厚度薄，对统计学结果影响较大，可能由于术后维持角膜帽知觉下降，影响上皮恢复，因此较其他位点薄。术后1周至1个月各位点厚度相比无增厚或变薄，说明激光对角膜组织的影响小，角膜组织创伤愈合反应较轻，具有安全性，可能与小切口及不掀开角膜帽有关。但垂直方向上距角膜上方 1 mm 处厚度值变薄，可能与切口位于1200方向及术后1周角膜基质水肿有关。以往制作的角膜瓣可引起高阶像差的增加，其原因为角膜瓣厚薄不均、角膜瓣和基质床表面凹凸不平及角膜瓣的稳定性不佳[23]。本研究发现飞秒激光可制作厚薄均匀一致的角膜帽，角膜帽周边区域对术后视觉质量影响较小。另外，当手术切削区越过瞳孔直径时会出现或者加重夜视力下降、光晕等症状，研究显示与有效光学区的大小有直接关系[24]。

术后相同时间不同区域角膜帽厚度比较无统计学差异，提示VisuMax飞秒激光制帽的规则性好。潘海涛等[25]研究发现，飞秒激光制瓣术后角膜瓣中心和旁中心厚度差异均无统计学意义，与本研究结果类似。由此可见飞秒激光制作的角膜瓣或帽形态规整。

综上所述，SMILE术后早期制作的角膜帽厚度显示出较好的重复性，且角膜帽厚度形态均一、规整。术后1周角膜中央区上皮厚度较术前有变薄趋势。而术后1个月发生角膜上皮的重塑可能是组织切削角膜曲率变化后角膜上皮的一种补偿机制。术前CCT及角膜中央区上皮厚度对术后早期角膜帽厚度均有影响，且前者的影响更大。随着术前CCT的增厚，术后角膜帽厚度较理论帽厚度增厚，提示眼科医生行SMILE术前应准确评估CCT对角膜帽的可预测性带来的影响，制作角膜帽时可根据CCT进行修正，以免因切割过深、可预测性下降从而导致欠矫或角膜扩张等并发症。此外，术后视觉质量与飞秒激光术后角膜帽形态密切相关，随着时间延长，角膜帽厚度是否会对患者术后视力的恢复及远期视觉质量产生影响等许多问题尚不十分明确，需进行深入研究。