矢量分析法比较FS-LASIK矫正混合散光和远视散光的精准性和稳定性

2022-07-12王树林庞辰久张波李金顾宇伟王浩宋鹏

中华眼视光学与视觉科学杂志 2022年6期

王树林庞辰久张波李金顾宇伟王浩宋鹏

作者单位：河南省人民医院眼科河南省眼科研究所河南省立眼科医院河南省眼科学与视觉科学重点实验室，郑州 450003

飞秒激光辅助的准分子激光角膜原位磨镶术（Femtosecond assisted laser in situ keratomileusis，FS-LASIK）可矫正所有类型的屈光不正，且矫正的屈光度范围较广。FS-LASIK矫正混合散光和远视散光的消融模式具有一定的相似性，即在矫治远视时都是在激光消融范围内的“周边角膜”形成环形的消融区域，使得中央角膜曲率相对变陡峭，而在矫治散光时是在消融范围内的“旁中央角膜”形成环曲面的消融区域，使得中央角膜曲率变平坦，从而形成了看似“不完整的环形”消融区域，或者说形成了2个“月牙状”的消融区域。而且，相对于近视散光，FS-LASIK矫正混合散光和远视散光的原理较复杂，加之不同激光设备之间矫正混合散光和远视散光的消融模式不完全相同，使得其术后的精准性和长期稳定性欠佳或差异较大。

散光是既有大小又有方向的矢量，对散光矫治效果的评价不能仅将屈光结果进行简单的代数加减，需进行标准化的散光矢量分析，而且报告屈光手术的散光结果时还需采用国际标准图表进行表达，才能科学规范地总结出所使用的激光设备矫正混合散光和远视散光的经验参数或列线图表，从而达到进一步提高FS-LASIK矫正混合散光和远视散光精准性的目的。本研究拟采用标准化的散光矢量分析法观察比较角膜地形图引导的FSLASIK矫正混合散光和远视散光的精准性和稳定性，以期为临床提供参考。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入标准：①年龄≥18 岁；②屈光度数稳定2年以上；③角膜透明，形态正常，无角膜扩张倾向；④中央角膜厚度大于500 μm；⑤眼压＜21 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；⑥软性角膜接触镜停戴1周以上，硬性角膜接触镜停戴4 周以上；⑦无其他眼部疾患、全身器质性病变及自身免疫性疾病。

纳入2017 年1 月至2021 年1 月在河南省立眼科医院接受FS-LASIK且术后6 个月内随访资料完整的混合散光或远视散光患者41例（62眼）。按照术眼的散光类型分为混合散光组21 例（30 眼），其中男15 例（21 眼），女6 例（9 眼），年龄18～36（22.8±5.8）岁，术前球镜度为+0.25～+3.00 D，柱镜度为-6.00～-1.50 D。远视散光组20例（32眼），其中男13 例（20 眼），女7 例（12 眼），年龄18～30（22.0±3.7）岁，术前球镜度为+0.25～+5.25 D，柱镜度为+1.00～+3.50 D。本研究遵循赫尔辛基宣言的有关要求，并经过河南省立眼科医院伦理委员会批准[批号：HNEECKY-2021(31)号]。

1.2 方法

1.2.1 术前检查

所有患者采用标准对数（LogMAR）视力表进行视力测定。采用非接触眼压计（TX-20，日本佳能公司）测量眼压；采用裂隙灯显微镜（BM900型，瑞士HAAG-STREIT公司）检查眼前节；术前采用综合验光仪（RT-5100型，日本尼德克公司）进行主觉验光，术后采用电脑验光仪（ARK-1型，日本尼德克公司）测定屈光度；采用前置镜（90D型，美国Ocular公司）检查眼底情况；采用Atlas角膜地形图（9000型，德国Carl Zeiss公司）和Pentacam角膜地形图（HR型，德国公司）测定角膜形态和角膜厚度。

1.2.2 手术方法

所有手术均由同一位经验丰富的医师完成。FS-LASIK采用VisuMax飞秒激光系统（德国Carl Zeiss公司）制作角膜瓣，角膜瓣直径8.1～8.5 mm，瓣厚度为110 μm，蒂部长4.1～4.2 mm，蒂部位置在90°方位。术中嘱患者注视绿色闪烁的瞄准光或尽量将瞄准光对准术眼的瞳孔中心，将锥镜慢慢靠近并接触角膜，启动负压吸引固定眼球，飞秒激光发射完成后释放负压并移除锥镜，翻转角膜瓣，暴露角膜基质床，吸干表面多余水分。术前在CRS master软件系统中（德国Carl Zeiss公司）输入手术参数，角膜光学区的总直径为6.0～6.3 mm，根据Atlas角膜地形图的检查结果调整offset值并选择地形图引导模式，然后将数据导入MEL80 准分子激光系统（德国Carl Zeiss公司）。术中确认摆正患者头位，将准分子激光的瞄准光准确对焦后，启动自动眼球跟踪系统，发射准分子激光时密切观察患者眼位和角膜基质床情况，必要时暂停激光发射，做出相应调整和处理后再继续完成激光消融。消融完毕后将角膜瓣复位，于角膜瓣下用0.9%氯化钠溶液冲洗，吸除层间多余水分，确认角膜瓣贴合良好，手术结束。

1.2.3 术后处理和随访

术后当天开始用0.1%氟米龙滴眼液和0.1%左氧氟沙星滴眼液点眼，每日4 次。术后1 周滴眼液开始减量，每周递减1 次至术后1 个月时停药。记录术后1周、1个月、3个月和6个月时的视力、验光、裂隙灯显微镜检查和眼压检查结果。

1.2.4 评价指标

采用标准化的散光矢量分析法和报告屈光手术散光结果的国际标准图表对术后指标进行评价。记录和计算目标散光矢量（Target induced astigmatism vector,TIA）、术后6 个月内等效球镜度（SE），手术引起的散光矢量（Surgically induced astigmatism vector,SIA）、误差的幅度（Magnitude of error,ME）、误差角度的绝对值（Absolute value of angle of error,|AE|）、差异矢量的绝对值（Absolute value of difference vector,|DV|）、矫正指数（Correction index,CI）及成功指数（Index of success,IOS）等指标。标准化矢量分析的具体计算方法如下，散光的处方表示为柱镜度（C）和轴向（A），preop代表术前，postop代表术后。

其中

为预留屈光度，若预期矫正至正视，即

=0，则

=0；若手术需预留屈光度，即

≠0，则

、

需进行矢量转换后代入上述公式进行计算，本研究散光的目标屈光度为

=0。

TIA、SIA和ME的计量单位为柱镜度（DC），|AE|的计量单位为圆周度，SE的单位为屈光度（D），其余指标无计量单位。ME的结果如为正值表示欠矫，为负值表示过矫。CI越接近1，|DV|和IOS越接近0，表示散光矫正效果与预期矫正目标越接近。

1.3 统计学方法

回顾性非随机对照研究。采用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量资料行Kolmogorov-Smimov正态性检验，如符合正态分布，以表示，偏态分布数据以

（

，

）表示，计数资料以频数和百分数表示。混合散光组与远视散光组之间TIA、SIA、ME、|AE|、|DV|、CI、IOS和SE等差异的比较采用Mann-Whitney检验，各组间不同时间点|AE|、|DV|、ME、SE的多重比较采用Kruskal-Wallis检验。以

＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组术眼视力情况

所有术眼术后无角膜扩张和感染等并发症。混合散光组术前矫正远视力（Corrected distance visual acuity，CDVA）优于或等于0.8和1.0的眼数比例分别为97%和27%，术后6个月时裸眼远视力（Uncorrected distance visual acuity，UDVA）优于或等于0.8和1.0的眼数比例分别为97%和30%。远视散光组术前CDVA优于或等于0.8和1.0的眼数比例分别为84%和19%，术后6个月时UDVA优于或等于0.8和1.0的眼数比例分别为81%和22%。

2.2 预期目标屈光度精准性的评价

术后6 个月，混合散光组预期矫正SE与实际矫正SE的散点图见图1A，分别有90%、100%的术眼实际矫正与预期矫正SE的差值在±0.50 D、±1.00 D以内；远视散光组预期矫正SE与实际矫正SE的散点图见图1B，分别有84%和94%的术眼实际矫正与预期矫正SE的差值在±0.50 D和±1.00 D以内，混合散光组的SE小于远视散光组，差异有统计学意义（

=-2.77，

=0.006）。

术后6 个月，混合散光组分别有60%和90%的术眼实际矫正与预期矫正散光屈光度的差值在0.50 D和1.00 D以内；远视散光组分别有59%和94%的术眼实际矫正与预期矫正散光屈光度的差值在0.50 D和1.00 D以内。

2.3 矢量分析的结果

术后6个月时，混合散光组的|AE|和SE小于远视散光组，差异有统计学意义（

=-2.02,

=0.043;

=-2.77,

=0.006）。混合散光组的ME为负值，CI值大于1，表示术后散光呈过矫状态（见图2A）；远视散光组的ME为正值，CI值小于1，表示术后散光呈欠矫状态（见图2B），组间ME和CI的差异有统计学意义（

=-4.93,

＜0.001；

=-4.28,

＜0.001）；组间|DV|差异无统计学意义（

=-0.01,

=0.994）。见表1。混合散光组术后6个月内各时间点|AE|之间的总体差异无统计学意义（

=3.03，

=0.387），|DV|、ME、SE之间的总体差异有统计学意义（

=15.98，

=0.001；

=10.54，

=0.014；

=10.90，

=0.012）。远视散光组术后6个月内各时间点|AE|、|DV|、ME之间的总体差异无统计学意义（

=7.56，

=0.056；

=1.05，

=0.789；

=4.46，

=0.216），SE之间的总体差异有统计学意义（

=10.11，

=0.018）。2组各时间点矢量分析结果和SE比较见表2—3。

3 讨论

飞秒激光应用于角膜屈光手术以来，使得LASIK术中角膜瓣制作的安全性和精准性得到了显著提升，从而进一步改善了LASIK矫正散光的精准性。由于飞秒激光小切口基质微透镜取出术（SMILE）目前尚未广泛应用于矫正混合散光和远视散光，而准分子激光表层角膜屈光手术后恢复相对较慢，且因角膜上皮重塑存在不确定性以及考虑到再次手术的便利性，使得FS-LASIK术成为矫正混合散光和远视散光的首选手术方式。

FS-LASIK矫正散光的效果与眼球旋转、制瓣的光滑度、术中切削过程的跟踪状态、激光斑切削的平滑度、术后角膜生物力学的变化等诸多因素相关。混合散光最大屈光力的轴为近视轴，位于视网膜前方，最小屈光力的轴为远视轴，位于视网膜后方。手术矫正混合散光的原理较复杂，FSLASIK矫正混合散光需要使近视轴变平坦，使远视轴变陡峭，其激光的消融模式包括双环曲面法，即分为近视和远视两部分，以及单环曲面法，即交叉柱镜后联合等效球镜或正柱镜后联合负球镜。由于双环曲面法所产生的角膜消融深度最小，因此应用最普遍，是目前矫正混合散光和远视散光时较具代表性的消融模式。本研究中准分子激光设备所采用的消融模式为双环曲面法。

图1.FS-LASIK术后6个月混合散光组和远视散光组预期矫正SE与实际矫正SE的散点图A：混合散光组（30眼）预期矫正SE与实际矫正SE的散点图;B：远视散光组（32眼）预期矫正SE与实际矫正SE的散点图Figure 1.Scatter plot of attempted and achieved SE in mixed astigmatism group and hyperopic astigmatism group 6 month after FS-LASIK.A:Scatter plot of attempted and achieved SE in mixed astigmatism group (30 eyes).B:Scatter plot of attempted and achieved SE in hyperopic astigmatism group (32 eyes).SE,spherical equivalent.

图2.FS-LASIK术后6个月混合散光组和远视散光组TIA与SIA的散点图A：混合散光组（30眼）TIA与SIA的散点图，显示术后散光呈轻度过矫；B：远视散光组（32眼）TIA与SIA的散点图，显示术后散光呈轻度欠矫Figure 2.A Scatter plot of TIA and SIA in mixed astigmatism group and hyperopic astigmatism group 6 month after FS-LASIK.A:Scatter plot of TIA and SIA in mixed astigmatism group (30 eyes) which showed slightly overcorrected.B:Scatter plot of TIA and SIA in hyperopic astigmatism group (32 eyes) which showed slightly undercorrected.TIA,target induced astigmatism vector;SIA,surgically induced astigmatism vector.

表1.FS-LASIK术后6个月时混合散光组和远视散光组矢量分析计算结果和SE比较
Table 1.Comparison of the results of vector analysis between mixed astigmatism and hyperopic astigmatism group 6 month after FS-LASIK

Data were expressed as (,).ME，magnitude of error;|AE|,absolute value of angle of error;|DV|,absolute value of difference vector;CI,correction index;IOS,index of success;SE,spherical equivalent.

表2.混合散光组（30眼）FS-LASIK术后不同时间点间散光矢量分析结果和SE比较
Table 2.Comparison of the astigmatism vector analysis results and SE among different time points in the mixed astigmatism group after FS-LASIK (30 eyes)

Data were expressed as ().|AE|,absolute value of angle of error;|DV|,absolute value of difference vector;ME,magnitude of error;SE,spherical equivalent.

表3.远视散光组（32眼）FS-LASIK术后不同时间点间散光矢量分析结果及SE比较
Table 3.Comparison of the astigmatism vector analysis results and SE among different time points in the hyperopic astigmatism after FS-LASIK (32 eyes)

Data were expressed as ().|AE|，absolute value of angle of error;|DV|,absolute value of difference vector;ME，magnitude of error;SE,spherical equivalent.

FS-LASIK矫正混合散光和远视散光时，对角膜的陡峭化和平坦化消融会产生不同的偶联效应，可导致不同数量的球镜漂移，而且通常是在相反方向的球镜漂移，即陡峭化可能会导致近视性球镜漂移，而平坦化可能会导致远视性球镜漂移。因此，准分子激光手术对混合散光和远视散光的精准矫正，除了要考虑如何矫正散光，还需考虑如何靶定所需的SE。在SE矫正的精准性方面，本研究显示，术后6个月时，混合散光组分别有90%和100%在预期矫正SE的±0.50 D和±1.00 D内，而远视散光组分别有84%和94%的术眼分别在预期矫正SE的±0.50 D和±1.00 D内，混合散光组的SE小于远视散光组，提示术后2组矫正SE的精准性均较好，且混合散光组优于远视散光组。

在散光矫正的精准性方面，本研究显示，术后6个月时，混合散光组分别有60%和90%的术眼在预期矫正柱镜的0.50 D和1.00 D内；远视散光组分别有59%和94%的术眼在预期矫正柱镜的0.50 D和1.00 D内，提示术后2组矫正散光屈光度的精准性均尚可。然而，散光是既有大小又有方向的矢量，应进一步使用散光的矢量分析法对散光的矫正效果进行评估和比较。通过TIA和SIA之间的关系，也就是CI值和ME值可从总体上评估各组散光的矫正效能。本研究显示，术后6个月时，混合散光组的CI值大于远视散光组，混合散光组的ME为负值（过矫），远视散光组的ME为正值（欠矫），提示从总体上说，混合散光组在散光的矫正效能方面要高于远视散光组。

通过|AE|值和|DV|值可对术后散光轴向和屈光度矫治的精准性进行评估。本研究显示，术后6个月时，混合散光组的|AE|小于远视散光组，而组间的|DV|值差异无统计学意义，说明术后混合散光组的轴向误差更小，其原因可能与混合散光组散光的偶联效应（散光性切削时，在手术切削子午线曲率的扁平化导致其正交子午线曲率的陡峭化，可增强散光的矫正效果）和扭矩效应（散光性切削时，在手术切削子午线曲率扁平化的不足可导致散光轴向的旋转，可能会产生轴向的矫正误差和减弱散光的矫正效果）更小有关。

在术后屈光状态的总体稳定性方面，因偶联效应和扭矩效应的存在，屈光状态的总体稳定性主要取决于SE。而且，目前报告屈光手术散光结果的国际标准图表中也只对SE的稳定性进行评估。本研究显示，混合散光组和远视散光组术后SE的总体稳定性均欠佳。另外，本研究显示，混合散光组|AE|稳定性较好，远视散光组|AE|、|DV|、ME的稳定性较好。这提示，在散光矫正的稳定性方面，远视散光组可能优于混合散光组。

综上，在术后6个月内，FS-LASIK矫正混合散光的精准性优于远视散光，矫正混合散光时有过矫倾向，矫正远视散光时有欠矫倾向；在散光矫正的稳定性方面，远视散光组优于混合散光组。由于临床上混合散光和远视散光的患者较少且手术摘镜需求不强，因此本研究样本量偏小且随访时间较短。本研究采用的散光矢量分析法可客观、全面地分析散光矫正的精准性和稳定性，可在一定程度上弥补样本量偏小的不足。在以后的研究中会进行更大样本量和更长期的随访，以便更深入地评估和比较FS-LASIK对混合散光和远视散光的矫正效果。

利益冲突申明

本研究无任何利益冲突

作者贡献声明

王树林：收集数据，参与选题、设计及资料的分析和解释；撰写论文；根据编辑部的修改意见进行修改。庞辰久：参与选题、设计和修改论文的结果、结论。张波、李金、顾宇伟、王浩、宋鹏：收集数据，进行资料的分析和解释