多焦点人工晶状体研究进展△

王君慧 管怀进 季 敏

晶状体调节是完成眼调节的重要环节。当晶状体混浊影响患者视力时,采取白内障摘出联合人工晶状体(IOL)植入术是患者视力迅速恢复唯一有效的治疗方式[1-2],但晶状体被IOL替代后,缺乏了自主调节能力,仅能依赖IOL所具备的屈光力来恢复视力。随着白内障手术技术进步和人们对生活质量要求的提高,白内障患者不仅要求术后获得良好的单视力,更需要恢复良好的全程视力。对于单焦点IOL(SIOL)而言,多焦点IOL(MIOL)正好弥补了这一缺陷,但患者需求不同且个体差异大,MIOL的个体选择是长期以来备受关注的问题。因此,本文就MIOL的类型、特点、临床选择的影响因素及预后的研究作一综述。

1 MIOL概述

1.1 MIOL定义

MIOL是指入射光线经过其光学面后形成两个及以上焦点,使远近不同距离物体均成像在视网膜上,以便恢复不同距离视力,提高患者视觉质量。

1.2 MIOL分类和特点

根据光学原理分为折射型MIOL(RMIOL)、衍射型MIOL(DMIOL)和折射/衍射型MIOL(HMIOL)。

RMIOL的光学面由多个不同屈光力区域组成。遵循光的折射定律,入射光线通过IOL不同区域形成远焦点和近焦点,以便恢复良好的远视力和近视力。根据光学面设计不同,又可分为旋转对称型和旋转非对称型RMIOL[3-4]。旋转对称型RMIOL由同心环形光学面组成,且每个环形区仅能形成单一焦点,因此,对瞳孔的依赖性强,受IOL异位影响明显;各同心环间过渡区光学能量丢失大,所以,光学干扰的发生率较高;而旋转非对称型RMIOL主要由两个扇区组成,较大扇区用来视远,较小扇区用来视近,过渡区仅伴有7.0%光学能量的损失,不仅可以获得良好远视力和近视力,还显著地降低光学干扰的发生。

DMIOL基于惠更斯-菲涅耳原理,在其光学面构建一种具有特定同心圆结构排列的衍射环[3-4]。入射光线通过IOL后直接形成远、近两个焦点,当视远时,远焦点成像在视网膜上,而近焦点成像在视网膜前;当视近时,近焦点成像在视网膜上,远焦点成像在视网膜后,故在同一时间,视网膜上仅存在一个清晰的像。这种特异的光学原理使DMIOL在任何区域均可同时形成两个焦点,因此,减少了对瞳孔的依赖,降低了IOL异位产生的风险,但光能被分配至两个焦点,增加了光学干扰,降低对比敏感度(CS)等。

HMIOL 既遵循光的折射定律,又结合惠更斯-菲涅耳原理,在光学区形成折射区带和微衍射坡环结构。根据结构设计可分为两种,一种是中间为衍射区,周边为折射区,另一种是前表面为折射区,后表面为衍射区。前者受瞳孔大小的影响,光线经MIOL不同区域形成不同焦点,而后者不受瞳孔影响,光线通过MIOL前表面焦点分别与后表面的零级衍射或第一级衍射结合形成远视或近视焦点[5],两种结构的HMIOL均能给患者提供良好的远视力和近视力,并克服了单纯RMIOL或者DMIOL的局限。

根据焦点数目分为SIOL、双焦点IOL、三焦点IOL和扩展景深型IOL。

SIOL在其光学面仅设计有一个焦点,且不具备任何调节能力,使白内障患者只能恢复远视力或者近视力,无法同时获得清晰的远视力和近视力。

双焦点IOL使入射的光线经过其光学面形成两个焦点,即远焦点和近焦点,使患者拥有良好远视力的同时可获得良好的近视力。有研究显示,双焦点IOL可同时提供良好的远视力和近视力[6],但其缺点是缺失中间视力,光学干扰现象明显。

三焦点IOL则打破了双焦点 IOL 的局限性,在满足患者良好的远视力和近视力的同时,在其光学面附加第三个光学焦点来改善患者的中间视力,提供了有效的全程视力。有研究认为,三焦点IOL可以在不影响远视力和近视力情况下提高患者中距离视力[7-8],但它仅达到了在定点处视力最佳,未实现全程无极变焦,且光学干扰发生率高。

扩展景深型IOL(EDOF IOL)既不同于SIOL,也不同于双焦点IOL和三焦点IOL,它主要通过单个焦点纵向扩展产生连续的对焦,使景深增加,提供连续视程。此外,它还消除了双焦点IOL和三焦点IOL造成的不同距离物像重叠,减少了光学副作用[9]。

2 MIOL选择的影响因素

由于患者个体差异大,为达到满意的效果,植入MIOL前需考虑多种影响因素,下面将从患者的生活方式、眼部情况及对术后出现光学干扰现象的耐受性及适应力等方面分别进行阐述。

2.1 生活方式

患者生活中主要的视觉需求是选择IOL的基础。对于手动或计算机是患者生活方式的主体,则可以根据患者确切的中间工作距离选择适合附加屈光度的MIOL;对于强烈要求脱镜或者近距离工作的患者,双焦点IOL和三焦点IOL均可为其带来满意的近视觉感受;对于需要获得全程距离视力的患者,则选择三焦点IOL更合适。有研究显示,三焦点IOL可以有效提供远视力、中视力和近视力[7]。但也有研究显示,EDOF IOL可以保证远视力的同时给患者提供良好的中视力和近视力[9],为需要获得全程视力的患者提供另一种选择。因此,针对不同患者生活方式及视觉需求应选择具有相应功能的MIOL。

2.2 眼部情况

2.2.1 瞳孔大小

当IOL成功植入后,需实现不同亮度条件下经不同大小瞳孔的视觉性能达到最佳。Guillon等[10]研究将304例患者分为3个年龄组,分别测量250.0 cd·m-2、50.0 cd·m-2和2.5 cd·m-2光线亮度下瞳孔直径大小,结果表明,亮度是决定瞳孔直径的最直接因素,室外日光照射瞳孔平均直径为2.73 mm、中等光线刺激下为3.51 mm和夜间驾驶时为5.76 mm。Messias等[11]研究显示,瞳孔直径越小,聚焦区域越好,视觉质量越高。但也有研究认为,旋转对称型RMIOL需随着瞳孔的扩大,视近区才能得以暴露,这样才能恢复患者有效的近视力[12]。因此,对于小瞳孔及瞳孔对光反射迟钝的患者而言,旋转对称型RMIOL并不适用,可以选择受瞳孔依赖小的DMIOL。有研究认为,DMIOL可以在任何瞳孔大小下同时形成远焦点和近焦点[12]。此外,瞳孔大小与年龄和屈光不正也存在相关性,年轻患者和近视患者所测瞳孔直径偏大,老年患者及远视患者瞳孔直径会偏小[10]。因此,术前观察患者瞳孔大小变化极其重要,是患者术后达到满意视力的重要保障。

2.2.2 屈光状态

通过验光综合分析仪、Pentacam和Lenstar等仪器对眼屈光状态精准测量可以判断植入IOL的屈光度和类型,尽量保证术后无残余屈光不正,使植入的MIOL达到其设计利用的最大化。但对于EDOF IOL,可根据患者视物需求,预留适当屈光度,保证“远-中连续视程”同时满足一定程度的近视力。有研究显示,植入Symfony ZXR00 IOL后,主视眼目标屈光度为-0.35 D,非主视眼为-0.50 D时,不仅保持了良好的裸眼远视力(UCDVA),还能提供更好的裸眼中视力(UCIVA)和裸眼近视力(UCNVA)[13]。Martínez等[7]研究发现,患者术后残余屈光不正维持在±1.0 D时可达到一个良好的屈光状态。有研究还建议当术前角膜规则散光>1.0 D时可给患者植入散光型MIOL,不仅抵消了散光导致的低视力,还可给患者提供良好的远视力和近视力[14-15]。以上研究结果均表明,眼部的屈光状态是IOL精准选择的基础。

2.2.3 视光参数

由于个体差异显著,术前通过光学仪器测量发现,许多视光参数对MIOL的选择影响巨大,如术前测量Kappa角和Alpha角来评估MIOL选择已经得到广泛认可[16]。Soda等[17]对Kappa角(即光轴与视轴的夹角)进行了研究,结果表明,Kappa角>0.75 mm时,远视觉和近视觉功能均恶化。Qin等[18]通过Pentacam、Lenstar和iTrace三种测量仪对Kappa角进行较详细分类比较时发现,Kappa角>0.4 mm时,患者眩光和光晕的发生率增加,Kappa角>0.5 mm时,会导致患者视觉质量下降。Qi等[19]研究了Kappa角对三焦点IOL影响,结果与Qin等[18]的研究一致。由此可见,当Kappa角>0.5 mm时,应慎重考虑植入MIOL。孙璐等[20]比较了Alpha角≤0.5 mm和Alpha角为0.5～0.8 mm的患者,结果表明,Alpha角为0.5～0.8 mm的患者通过个性化设计将旋转非对称RMIOL视轴放置在患者视远区即可达到与Alpha角≤0.5 mm的患者相同的手术效果,这表明,当Alpha角较大时,可以考虑植入旋转非对称RMIOL。Fu等[13]研究显示,MIOL植入术后患者视觉质量与Kappa角显著相关,与Alpha角无关。Wang等[21]研究显示,与Kappa 角相比,Alpha 角手术前后变化量较小,对于MIOL的植入可能是更可靠和稳定的因素,而对于以上结果的不一致之处还需进一步深入研究。

2.3 患者耐受性及适应力

由于MIOL特殊的分光设计,使植入 MIOL的患者容易出现光学干扰及CS下降,引起患者的困扰和不适,但人类中枢系统对光学干扰现象存在一定的耐受性和适应性[5]。随着时间的延长,患者适应性逐渐提高,光学干扰逐渐降低,CS逐渐提高,而对于焦虑型人格、强迫症或患有抑郁症等精神异常的患者,他们神经适应差[22],更容易增加光学副作用,因此,不建议植入MIOL。

3 临床效果

3.1 患者视力

大量研究表明,无论植入MIOL还是SIOL均可获得良好的UCDVA及矫正远视力(BCDVA),对于UCNVA、矫正近视力(BCNVA),UCIVA及矫正中视力(BCIVA),MIOL组比SIOL组患者表现出更大的优势[5-6,23-26]。有研究显示,双焦点IOL与三焦点IOL均可有效提高患者UCDVA、BCDVA、UCNVA及BCNVA,但三焦点IOL由于附加了患者中视力补偿,则所提供的UCIVA及BCIVA较双焦点IOL更有优势[7,25,27]。Cochener等[2]研究表明,三焦点IOL较EDOF IOL可提供更好的UCNVA。但也有相关研究显示,EDOF IOL保证了患者良好的UCDVA和UCIVA,提供远-中的“连续”视觉范围,并不同程度地展现出相似或低于DMIOL的近视力[2,3,9,28-31]。上述研究均表明,相对于SIOL而言,MIOL不仅能表现出与之相当的远视力,还能明显提高患者中视力和近视力。

3.2 CS

CS是指人眼分辨边界模糊物体的能力。由于光线经过MIOL光学面时要形成多个焦点,因而导致部分能量丢失,造成视网膜成像对比度下降。Gil等[32]研究显示,MIOL在任何空间频率及照明条件下CS值均显著低于SIOL。但也有研究认为,MIOL在远视力和中视力时任何空间频率及照明条件下的CS与SIOL结果相似[33],这与Gil等[32]研究结果不同,前者对照组为非球面SIOL,后者对照组则为球面SIOL。由此发现,非球面设计IOL的CS可能会高于球面IOL。Bilbao-Calabuig等[34]通过比较不同类型MIOL之间CS值发现,三焦点IOL和双焦点IOL之间的CS差异没有统计学意义。而有研究显示,EDOF IOL的CS明显优于双焦点IOL和三焦点IOL[35-36],明确了多个焦点的设计是导致CS降低的主要因素。然而,还有研究显示,术后早期MIOL的CS较SIOL低,但随着时间延长,视网膜神经节细胞对亮度等变化的耐受性会提高,CS随之提高[3],这表明,CS对于白内障手术患者早期影响显著,晚期无明显影响,因此,临床意义不大。

3.3 立体视觉

立体视觉是指双眼感知物体的三维空间关系,准确判断物体所处的环境、本身的大小、位置、形状、方向和距离等。有研究表明,白内障摘出联合IOL植入术能使患者的立体视觉得到较好的恢复[37],其恢复水平与术前视力及术后矫正视力密切相关。早期手术可减轻患者单眼视觉抑制,更有利于术后立体视觉的恢复。有研究显示,MIOL较SIOL植入术后更有助于患者近立体视觉的恢复,这表明,拥有良好近视力是恢复近立体视觉的基础[38-39]。

3.4 不良视觉

有研究发现,MIOL较SIOL更容易产生光学干扰现象,而EDOF IOL较三焦点IOL和双焦点IOL光学干扰严重程度又相对较轻,其中眩光、光圈、星芒和夜间视觉质量差等发生的概率较高,这主要与MIOL的焦点设计有关,其次与附加的屈光度存在一定相关性,若附加屈光度过高可导致焦点以外的物体成像模糊,进而增加了眩光发生率[6,12,27]。因此,术前需告知患者MIOL相关情况,术后询问植入MIOL患者的主观视觉感受,必要时予以心理疏导。

3.5 患者脱镜率与满意度

MIOL的独特设计和材质提高了患者术后脱镜率和满意度,改善了患者的生活质量。Modi等[40]研究了白内障患者术后脱镜率,256眼植入三焦点IOL,225眼植入SIOL,结果发现,两组分别有80.5%和8.2%患眼术后达到完全脱镜。而Bilbao-Calabuig等[41]对10 084例双眼植入三焦点IOL进行研究发现,术后98.0%患者对三焦点IOL的性能感到“满意”或“非常满意”,且脱镜率高。Jonker等[42]研究发现,三焦点IOL与双焦点IOL完全脱镜率分别达到了80.0%和50.0%。Reinhard等[43]研究也表明,与SIOL相比,EDOF IOL给患者提供了更优越的远、中、近距离脱镜率和高达80.0%以上的患者满意度。上述研究均表明,MIOL可显著提高患者脱镜率和满意度,给患者生活提供很大便利,但术后仍有少部分患者存在视力低下,这多与残留屈光不正、散光、晶状体偏心、后囊膜混浊和干眼加重等相关,需积极采取相应措施,使症状得到改善。

4 结束语

随着MIOL的广泛应用,越来越多的白内障患者期待眼的 “年轻化”,成功推动了白内障手术向屈光性手术的转变,但MIOL光学特性各异,对于不同的患者效果必然存在差异,因此,“个性化”的选择将成为提高白内障患者术后生活质量的前提。而根据术前患者性格,生活及眼部情况等多方面信息进行明确、有效的评估则是个性化选择的关键。因此,临床医生不仅需要掌握不同MIOL特性及MIOL对患者视力偏好的适用性,还需对患者有一个全方位了解,这样才能为患者选择更合适的治疗方案。