Photoshop软件设计指导的飞秒激光辅助DLK治疗圆锥角膜

亓晓琳 王妙霖 林潇 贾艳妮 黄慈欣 高华

圆锥角膜患者角膜移植手术属于屈光性角膜移植，手术的主要目的是阻止角膜继续前突变薄和提高手术后的视觉效果[1-2]。良好的视觉效果与角膜植片直径的大小密切相关。角膜植片过小，植片与植床愈合处以及缝线接近视轴区，不可避免地影响术后的屈光效果；加大角膜植床/植片直径，可以减少术后散光，提高术后视力效果，但缝线靠近角膜缘，容易产生新生血管，导致缝线过早松动或诱发免疫排斥反应[3-4]。因此，根据患者角膜直径的大小，进行个性化设置角膜植片的直径，对于提高术后屈光效果、减少并发症具有重要意义。因此本研究借助于Photoshop软件，同时联合飞秒激光超精细切割的优势，术前根据患者角膜直径的大小个性化设计角膜植片的直径，希望为圆锥角膜患者提供更优异的视觉效果。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入标准：①诊断为圆锥角膜完成期，框架眼镜最佳矫正视力（BCVA）低于0.3；②硬性透气性角膜接触镜（Rigid gas permeable contacet lens,RGPCL）不耐受或RGPCL矫正视力低于0.5；③角膜曲率大于55 D；④角膜中央最薄处厚度＜400 μm；⑤术后能规律随访至少12个月[5-6]。

排除标准：①既往眼科手术史；②既往眼部外伤史；③免疫性角膜及眼表疾病；④角膜内皮细胞计数小于2 000 个/mm2；⑤合并白内障、青光眼、视网膜脱离等器质性病变者；⑥全身系统性疾病不能耐受手术者。

收集山东第一医科大学附属眼科医院2016年12 月至2018 年12 月因圆锥角膜完成期拟行飞秒激光辅助深板层角膜移植术（Deep lamellar keratoplasty,DLK）的患者作为研究对象，根据患者意愿分为研究组和对照组。本研究经所有患者知情同意并经山东第一医科大学附属眼科医院伦理委员会审批通过（批号：SDSYKYY20161105）。

1.2 方法

1.2.1 术前检查 裸眼视力（UCVA）、BCVA、等效球镜度（SE）、散光、内皮细胞计数等。角膜地形图（WaveLight-Allegro Oculyzer，德国鹰视公司）测量角膜曲率、角膜不对称性指数；光学相干断层扫描（OCT）（RTVue-100，美国Optovue公司）测量角膜中央及周边厚度。

1.2.2 植片/植床直径 对照组植床/植片直径统一设定为7.9/8.2 mm，研究组应用Photoshop软件个性化设计植床/植片直径，方法如下（见图1）。

图1.应用Photoshop软件个性化设计角膜植片直径的步骤A：应用数码裂隙灯显微镜拍照采集角膜图像；B：用Photoshop 7.0软件打开患者角膜及比例尺图片；C、D：使用拖动工具将比例尺拖拉至角膜图片上，对角膜水平径及垂直径进行测量；E：个性化设计植床直径，使用画圆工具画出合适大小的圆环，原则是确保切割范围覆盖圆锥锥体，同时角膜缘至少预留1.5 mm作为缝线区域；F：用比例尺测量植床的直径，设定植片直径比植床大0.30 mmFigure 1.Procedures for individualized design of corneal graft diameter with PhotoshopA: Corneal images were collected by digital slit lamp photography.B: Open the cornea and scale pictures with Photoshop 7.0.C,D: Use the dragging tool to move the scale to the cornea picture,and measure the horizontal and vertical diameter of the cornea.E: Personalized design the diameter of planting bed diameter: Draw a circle of appropriate size,the principle is to ensure that the cutting range covers the conical cone,and at least 1.5 mm from corneal limbus is reserved as suture area.F: Use the scale to measure the diameter of the planting bed and set the diameter of the graft to be 0.30 mm larger than the planting bed.

①图像采集：所有患者均采用数码裂隙灯显微镜（DC-3，美国Topcon公司）拍照，放大倍数为10倍，裂隙光角度45°，宽度约为0.1 mm，裂隙灯焦点在角膜中央顶点。取一直尺作为比例尺在上述条件下进行拍照。

②测量角膜直径：用Photoshop 7.0软件打开患者角膜及比例尺图片，使用拖动工具将比例尺拖拉至角膜图片上，对角膜水平径及垂直径进行测量并记录。

③个性化化设计植床直径：原则是确保切割范围覆盖圆锥锥底，同时角膜缘至少预留1.5 mm作为缝线区域。使用椭圆工具画出合适大小的圆环，用比例尺测量圆锥的直径即植床的直径。

④植片直径设计和图像保存：所有病例植片直径均比植床大0.30 mm。保存设计效果图片。

1.2.3 FS200飞秒激光（美国Alcon公司）辅助DLK

①飞秒激光环切受体角膜植床：负压吸引环吸引角膜，采用角膜切削模式（环切直径为植床直径，环切深度设定为周边7 mm角膜厚度最薄处减去150 μm，即距离内皮面150 μm，环切角度90°），启动飞秒激光，环切角膜。

②飞秒激光环切供体角膜植片：将供体角膜片放于人工前房上，采用注射器推注Optisol角膜保存液使人工前房压力保持稳定。调节压平锥，角膜压平理想。调整飞秒激光切削中心，使切削位于角膜中心，启动飞秒激光发射，制作角膜植片[7]，切削深度为全层角膜。

③大泡技术辅助的DLK：将充满无菌空气的注射器连接在钝性大气泡针头上，从切口边缘插入受体角膜深基质层，注入无菌空气约1 ml，使角膜后弹力层与基质层分离。一次性45°角膜刀沿着环切口剥切病变角膜组织，将病变角膜组织完整剥除，暴露后弹力层。对于大泡技术无法分离基质层和后弹力层的患者，采用传统手法撕剥的方式暴露后弹力层。将供体角膜植片的后弹力层和内皮层撕除后放于受体角膜植床，采用10-0尼龙线连续缝合[8]。

所有手术均由同一术者操作完成。

1.2.4 术后随访 记录术后12个月UCVA、BCVA、角膜曲率、SE、散光、角膜不对称性指数、角膜内皮细胞计数、植床厚度以及植床与植片愈合情况、术中及术后并发症（如术中后弹力层破裂、术后双前房、免疫排斥反应）等。

1.3 统计学方法

前瞻性干预性非随机对照研究。采用SPSS 22.0 统计软件进行统计分析。研究组与对照组年龄、术前BCVA、角膜曲率、角膜直径等比较采用独立样本t检验，性别分布的比较采用χ2检验；术后植片直径的准确性、BCVA、角膜曲率、SE、散光、角膜内皮细胞计数等比较采用独立样本t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的一般资料

共纳入72例（72眼）圆锥角膜完成期患者，其中研究组40例；对照组32例，随访时间（21.3±5.2）个月。研究组和对照组患者年龄、性别分布、术前BCVA、角膜曲率差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

2.2 Photoshop软件个性化设计植片直径的准确性

术前应用Photoshop软件测量2 组患者角膜直径，其中对照组水平径10.5～12.0（11.60±0.30）mm，垂直径10.0～11.6（10.60±0.40）mm；研究组水平径10.5～12.0（11.80±0.20）mm，垂直径10.0～11.6（10.80±0.50）mm。2 组性别、BCVA、角膜曲率、角膜直径差异均无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

表1.研究组和对照组患者术前情况比较Table 1.Comparison of preoperative conditions of keratoconus patients between the experimental and control groups

研究组术前设计植床/植片直径分布：7.9/8.2 mm 6例，8.1/8.4 mm 18例，8.3/8.6 mm 16例；而对照组32例植床/植片直径均为7.9/8.2 mm。

术后1周，研究组40例患者均采用数码裂隙灯显微镜拍照，然后用Photoshop软件打开患者角膜及比例尺图片，用比例尺测量植片的直径[记录为D2，（8.4±0.1）mm]，并与术前设计的植片直径（记录为D1，分别为8.2、8.4、8.6 mm）进行对比，二者之间的差异无统计学意义（t=-0.47，P=0.710）。见图2。

图2.研究组术前应用Photoshop软件个性化设计的角膜植片直径（记录为D1）与术后1周实际测量角膜植片直径（记录为D2）的对比图Figure 2.Comparison of the diameter of corneal graft designed by Photoshop before surgery (D1) and the diameter of corneal graft actually measured one week after surgery (D2) of the experimental group

2.3 术后12个月视力及屈光状态比较

对照组BCVA（LogMAR）为0.58±0.30，研究组为0.44±0.24，研究组BCVA相对较优（t=-2.19，P=0.030）。

对照组角膜曲率为（43.96±10.09）D，研究组为（43.38±6.49）D，2 组间差异有统计学意义（t=-0.19，P=0.020）。

对照组SE为（0.31±5.74）D，大于研究组的（-1.62±3.28）D，研究组术后屈光度相对更稳定（t=-1.61，P＜0.001）。

对照组散光为（6.30±4.71）D，研究组为（3.96±2.68）D，研究组术后散光更小（t=-2.65，P＜0.001）。

2.4 角膜内皮细胞计数

术后1 2 个月角膜内皮细胞计数对照组为（2 329±391）个/mm2，与术前相比差异无统计学意义（t=3.36，P=0.580），研究组为（2 276±547）个/mm2，与术前相比差异无统计学意义（t=3.15，P=0.510）；术后2组间差异无统计学意义（t=-0.40，P=0.120）。见表2。

表2.飞秒激光辅助深板层角膜移植术治疗圆锥角膜术后研究组和对照组情况比较Table 2.Comparison between the experimental and control groups after femtosecond laser-assisted deep lamellar keratoplasty

2.5 并发症情况

2 组患者术中、术后均未发生后弹力层破裂、双前房、缝线松动、缝线新生血管化、植片免疫排斥反应、眼压升高等并发症。

3 讨论

圆锥角膜是以角膜扩张变薄并向前呈锥形突出为特征的一种眼病，多发于青春期，是我国重要的致盲性眼病之一[5,9]。当框架眼镜、RGPCL等非手术治疗效果不满意时，应考虑角膜移植手术治疗[10-12]。既往圆锥角膜行角膜移植手术，术中应用Storz环钻或负压环钻，植片直径一般是固定的。但是临床工作中我们发现圆锥角膜患者的角膜直径存在较大差异，为10.0～12.5 mm，因此固定大小的植片会影响术后屈光效果。当角膜移植进入飞秒激光时代，实现了对角膜组织进行高精度切削，为圆锥角膜患者带来了良好的视觉效果[13-14]。在此基础上，我们应用Photoshop软件为每一位患者提供量身定制的角膜植片，研究结果不仅显示了该方案的高准确性和可预测性，也减少了术后散光，进一步改善了视觉效果。

作为一款功能强大的图像处理软件，图像合成、编辑是Photoshop软件最基本的功能。操作时首先将患者角膜图片及比例尺图片同时打开，测量角膜水平径及垂直径；然后根据角膜直径的大小，个性化设计植床/植片直径，原则是切割范围须覆盖圆锥锥体。由此可见该方法简便，不额外增加患者的经济负担，适宜临床应用。为了检测该方法的准确性，研究组患者手术后再次应用数码裂隙灯显微镜拍照、Photoshop软件测量角膜植片的直径[（8.4±0.1）mm]，与术前设计的植片直径相比，二者差异无统计学意义，证实此方法误差小，准确性和可预测性高。

飞秒激光可以对角膜组织进行超精细切割，同时切面光滑平整，边缘对合整齐，采用飞秒激光辅助的角膜移植手术术后视觉质量明显提高[6-7,12,14-16]。本研究所有患者应用飞秒激光制作植片和植床，二者的差值均设定为0.3 mm。我们应用Photoshop软件测量研究组患者角膜水平径10.5～12.0 mm，垂直径10.0～11.6 mm，发现角膜直径数值差异较大[17]。研究组根据不同的角膜直径，个性化设计植床/植片大小，而不是拘泥于常规数值（7.9/8.2），因此术后12个月BCVA以及散光等显著优于对照组，为患者提供了更好的视觉效果。

为了避免植片过大、缝线靠近角膜缘产生松线、缝线新生血管化甚至植片免疫排斥反应等并发症[18]，术前个性化化设计植床/植片直径时在角膜缘处预留1.5 mm做为缝线区域，从而有效避开角膜缘进行缝合，随访期间未发现上述并发症。此外，本研究中2组患者术后12个月角膜内皮细胞计数与术前相比差异均无统计学意义，与Liu等[19]的研究一致，说明距离内皮层150 μm进行飞秒激光切削安全且对内皮细胞无损伤。

应用Photoshop软件个性化设计角膜植床/植片直径的方法具有较高的准确性和可预测性，联合飞秒激光辅助DLK能为圆锥角膜患者提供更好的视觉效果。

利益冲突申明本研究无任何利益冲突

作者贡献声明亓晓琳：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。王妙霖、林潇、贾艳妮、黄慈欣：收集数据，参与选题、设计及资料的分析和解释。高华：参与选题、设计、资料的分析和解释，修改论文中关键性结果、结论，根据编辑部的修改意见进行核修