SMILE术后患者早期角膜生物力学变化与角膜体积变化、角膜高阶像差变化之间的关系△

刘志慧 陆 强

飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)由于具有无瓣、微创的优势[1],受到广大近视患者的青睐。Pentacam眼前节分析仪是德国OCULUS公司推出的一款全新的三维眼前节分析诊断系统,可提供重复性好及可靠性强的角膜参数[2-4]。新一代可视化角膜生物力学分析仪Corvis®ST能够直观反映圆锥角膜风险,尤其是针对静态地形图正常的患者;它可为屈光手术提供更准确的术前数据,更大限度降低手术风险,使屈光手术更安全[5-6]。以往研究发现,SMILE从角膜基质中心移除角膜组织,可引起角膜形态发生改变,进而改变角膜生物力学各项参数[7-8]。本研究利用新一代Corvis®ST探讨SMILE术后患者早期角膜生物力学的变化,分析角膜生物力学变化与角膜体积变化、角膜高阶像差变化之间的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究为前瞻性观察研究。选取 2021年1月至8月在佛山市第二人民医院视光学中心拟行SMILE的近视及近视散光患者72例(72眼)作为研究对象;其中,男27例,女45例,年龄17～37(25.28±0.67)岁。取患者的右眼作为观测眼。本研究遵循《赫尔辛基宣言》所要求的伦理学原则,并获得佛山市第二人民医院伦理委员会批准(批号：KJ2021055),患者均知情并签署知情同意书。

1.2 患者纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准

(1)年龄18～41岁;(2)角膜透明,形态正常;(3)两年内屈光稳定或每年屈光度变化量≤0.5 D;(4)停戴软性角膜接触镜≥2周,停戴硬性角膜接触镜≥1个月,停戴角膜塑形镜≥3个月;(5)中央角膜厚度>470 μm,眼压11～21 mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)。

1.2.2 排除标准

(1)圆锥角膜或疑似圆锥角膜者;(2)有眼部手术史或外伤史;(3)有眼部活动性疾病;(4)有角膜营养不良、青光眼、糖尿病、全身结缔组织疾病或自身免疫性疾病;(5)瘢痕体质;(6)扫描质量差、术中出现并发症和数据缺失者。

1.3 术前检查、手术方式及术后复查

纳入患者均行常规术前检查。手术方式是SMILE,采用德国蔡司公司VisuMAX飞秒激光系统对角膜进行扫描切割,频率为500 kHz,能量为110 nJ,角膜帽厚度为120 μm,直径为7.3 mm,透镜直径为6.5 μm,切口位于颞上方,宽度3 mm;手术由同一位主任医师操作,手术均顺利完成,术后复查情况良好,未出现感染、弥漫性层间角膜炎等术后并发症。

1.4 观察指标

应用新一代Corvis®ST测量的患者角膜生物力学新型参数包括：非接触生物力学校正眼压(bIOP)、2 mm处变形幅度的比值(DA ratio)、综合半径(IR)、最薄点厚度/厚度变化率(ARTh;用来评估角膜的形态和质量)、第一次压平时角膜硬度参数(SP-A1)、Corvis生物力学指数(CBI)及应力和应变参数(SSI)。应用Pentacam测量的角膜生物力学参数包括：角膜体积(CV3 mm、CV5 mm、CV7 mm和CV10 mm);全角膜、角膜前表面、角膜后表面总均方根[RMS(Cornea、CF、CB)];全角膜、角膜前表面、角膜后表面高阶像差均方根[RMS HOA (Cornea、CF、CB)]。于术前及术后3个月进行检查,所有检查由同一位经验丰富的技术人员完成,重复测量3次,取平均值记录,重复测量间隔2～5 min。

1.5 统计学分析

采用SPSS 26.0统计学软件进行统计学分析;采用Kolmogorov-Smirnov检验数据是否符合正态性分布;采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验分析各项参数的变化;采用偏最小二乘回归分析和Spearman相关性分析研究SMILE术后角膜生物力学新型参数变化量与角膜体积变化量、角膜高阶像差参数变化量之间的相关性。检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 SMILE术前和术后3个月患者角膜生物力学新型参数的变化

术后3个月,患者角膜bIOP、ARTh、SP-A1和SSI均较术前明显下降;DA ratio、IR和CBI均较术前明显升高,差异均有统计学意义(均为P<0.05)(表1)。

表1 SMILE术前和术后3个月患者角膜生物力学新型参数的变化

2.2 SMILE术前和术后3个月患者角膜体积、角膜高阶像差参数的变化

术后3个月,患者角膜CV3 mm、CV5 mm、CV7 mm和CV10 mm均较术前显著降低,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。角膜体积变化量从小到大依次为 CV3 mm、CV5 mm、CV7 mm、CV10 mm,越往周边减少量增加。术后3个月,患者RMS(Cornea、CF、CB)、RMS HOA (Cornea、CF、CB) 均较术前显著增加,差异均有统计学意义(均为P<0.05);相对于角膜前表面高阶像差的变化,角膜后表面高阶像差的变化相对稳定(表2)。

表2 SMILE术前和术后3个月患者角膜体积、角膜高阶像差参数的变化

2.3 角膜生物力学新型参数变化量与角膜体积、角膜高阶像差参数变化量之间的相关性

经Spearman相关性分析,再通过RMSEP选择主成分数量为3,考虑角膜厚度和眼压与角膜生物力学参数显著相关,因此去除眼压和角膜厚度后进行偏最小二乘回归分析。同时计算术前和术后3个月各参数的变化量,将角膜生物力学新型参数变化量与不同区域角膜体积变化量(△CV)、角膜高阶像差参数变化量(△RMS HOA、△RMS)进行相关性分析,结果显示,△ARTh与△CV3 mm、△CV5 mm均呈正相关,与△CV10 mm呈负相关(均为P<0.05);△bIOP与△CV3 mm、△CV5 mm、△RMS HOA(CF)、△RMSHOA(Cornea)均呈负相关,与△CV10 mm呈正相关(均为P<0.05);△IR与△CV10 mm呈负相关(P<0.05);△SP-A1与△CV10 mm呈正相关(P<0.05);△CBI与△CV3 mm、△CV5 mm均呈负相关,与△CV10 mm、△RMS(CF)均呈正相关(均为P<0.05)(表3)。

表3 角膜生物力学新型参数变化量与角膜体积、角膜高阶像差参数变化量之间的相关性

3 讨论

近年来,有关角膜屈光手术的研究结果显示,角膜生物力学与角膜形态及结构参数的相关性对于评估及预测屈光手术疗效有重要的价值。本研究旨在探讨SMILE术后患者早期角膜生物力学的变化与角膜体积变化、角膜高阶像差变化的相关性。

本组患者SMILE术后3个月角膜生物力学新型参数较术前明显变化,这与国内外大多数研究结果相似;有研究显示,角膜屈光手术早期患者角膜生物力学特性均发生显著改变[6,9-10]。SMILE术后患者角膜形态改变可引起复杂的生物力学反应[11-13];Cao等[14]研究发现,角膜生物力学的改变只发生在SMILE术后的早期;这与重建新的生物力学平衡相关[15]。本研究中SMILE术后3个月不同区域的角膜体积较术前显著降低;角膜体积变化量与角膜生物力学参数变化量存在一定的相关性。Wei等[16]提出SMILE术后3个月不同区域角膜体积减小,且与△CRF和△CH相关;Sedaghat等[17]研究也提到角膜体积与角膜生物力学参数CRF和CH相关[18-19],角膜体积可以成为表征预测角膜扩张发展的因素[20]。本研究中角膜体积越往周边区域减少量增加,考虑可能的原因与SMILE制作透镜后所在区域两侧的胶原纤维回缩,从而中央区域的基质贴合较周边松弛有关[21]。因此,本研究根据角膜体积变化量与角膜生物力学参数变化量存在一定的相关性提出假设,角膜体积的改变可以预测部分角膜生物力学的改变。

本研究术后3个月患者角膜高阶像差显著增加;高阶像差的变化量与角膜生物力学参数的改变也存在一定的相关性。有研究发现,SMILE术后高阶像差均增加[22-23],SMILE术后垂直彗差增加[24],术前角膜生物力学参数CRF与术后角膜光学变化独立相关。另有研究发现,SMILE术后角膜后表面像差相对保持不变[25-26];术后角膜后部HOA相对稳定[27];SMILE和FS-LASIK手术对角膜后部HOA的影响较小[28];角膜生物力学参数似乎受到角膜像差均方根的影响[29]。我们推测角膜高阶像差参数的改变可能表征部分角膜生物力学的改变。

4 结论

SMILE术后患者早期角膜生物力学发生了一些变化,这些角膜生物力学变化与不同区域角膜体积变化、角膜高阶像差参数变化存在一定的相关性。