TransPRK与SMILE术后早期角膜生物力学对比研究

宁吉良 方石峰 靳琳 闫春晓 孙思宇 陈若语 邢泽群 于涛瑞 张立军

大连医科大学附属大连市第三人民医院眼科屈光中心,大连 116033

角膜扩张是角膜屈光手术后严重的并发症,而角膜生物力学的失代偿被认为在术后角膜扩张中起关键作用[1]。经上皮准分子激光角膜切削术(transepithelial photorefractive keratectomy,TransPRK)与飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(small incision lenticule extraction,SMILE)分别是目前表层屈光手术与基质层屈光手术的代表术式,其术后角膜扩张的发生率以及生物力学改变量均小于飞秒激光辅助的准分子激光角膜原位磨镶术(femtosecond laser-assisted in situ keratomileusis,FS-LASIK)[2-6]。然而,TransPRK与SMILE这2种“无瓣”的手术方式对术后角膜生物力学强度的影响存在争议[3]。已有研究比较了准分子激光屈光性角膜切削术(photorefractive keratectomy,PRK)与SMILE术后眼反应分析仪(ocular response analyzer,ORA)测量的传统粘弹性参数,发现角膜阻力系数(corneal resistance factor,CRF)和角膜滞后量(corneal hysteresis,CH)均无明显差异[3]。本研究拟比较中度近视患者TransPRK与SMILE术后早期ORA新的生物力学红外波形参数改变,为中度近视手术方式的选择提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

采用队列研究方法,连续纳入2020年11月至2021年6月于大连医科大学附属大连市第三人民医院自愿行TransPRK的患者56例56眼及行SMILE的近视患者52例52眼,均以右眼入组。2个组患者术前年龄、性别构成、矫正远视力(corrected distance visual acuity,CDVA)、球镜度、柱镜度、等效球镜度(spherical equivalent,SE)、中央角膜厚度(central corneal thickness,CCT)、中央角膜曲率(keratometry,Km)与角膜补偿眼压值(corneal-compensated intraocular pressure,IOPcc)比较差异均无统计学意义(均P>0.05)(表1)。纳入标准:(1)年龄18～35岁;(2)SE为-3.00～-6.00 D,散光在1.5 D范围内;(3)术前CCT>500 μm;(4)近2年屈光度数稳定,术前CDVA>0.8;(5)术前停戴软性角膜接触镜1周、硬性角膜接触镜1个月、角膜塑形镜3个月。排除标准:(1)圆锥角膜、疑似圆锥角膜或其他类型角膜扩张者;(2)重度干眼者;(3)有活动性眼部疾病者;(4)有焦虑、抑郁等精神症状者;(5)患有自身免疫性疾病或全身感染性疾病者;(6)瘢痕体质者。本研究遵循《赫尔辛基宣言》,研究方案经大连医科大学附属大连市第三人民医院伦理委员会批准(批文号:2019-KT-010),所有患者术前均签署手术知情同意书。

1.2 方法

1.2.1术前与术后常规检查 术前均行裸眼视力及CDVA检查、电脑验光、主觉验光、非接触眼压计测量、角膜地形图检查、A型超声角膜厚度测量、超广角眼底照相、裂隙灯显微镜检查。术后1个月、3个月行裸眼视力检查、非接触眼压计测量、角膜地形图检查、眼前节裂隙灯显微镜检查。所有检查均由固定的经验丰富的医师完成。

1.2.2ORA测量角膜生物力学参数 由同一有经验的医师于术前及术后1、3个月对受检眼进行ORA(美国Reichert公司)测量,纳入信号分数>6的最佳测量结果进行分析。测量参数包括:(1)粘弹性指标 CH=a×(P1-P2);(2)粘弹性指标 CRF=a(P1-0.7×P2)+d;(3)IOPcc=b(P2-0.43×P1)+e;(4)红外信号波形参数[7,8]ORA共导出37个红外波形参数,剔除重复性较差的18个波形参数,剩余19个波形参数包括p1area、p2area、w1、w2、h1、h2、dive1、dive2、path1、path2、mslew1、aplhf、p1area1、p2area1、w11、w21、h11、h21和path11(表2,图1)。

图1 ORA波形参数示意图

表1 2个组患者术前基线资料比较Table 1 Comparison of the baseline data between two groups组别例数/眼数性别构成a(男/女,n)年龄b[M(Q1,Q3),岁]CDVAc(x±s,LogMAR)球镜度c(x±s,D)柱镜度c(x±s,D)SEc(x±s,D)CCTc(x±s,μm)Kmc(x±s,D)IOPccc(x±s,mmHg)TransPRK组56/5626/3022(18,28)-0.074±0.0214.7±1.10.7±0.35.0±1.1558±2343.2±1.515.6±2.4SMILE组52/5225/2720(18,27)-0.073±0.0215.0±1.00.7±0.55.3±1.1565±2643.2±1.315.7±2.5χ2/z/t值0.40-1.17-1.38-1.56-0.42-1.52-1.45-0.20-0.32P值0.530.240.100.120.670.130.150.850.75 注:(a: χ2检验;b:秩和检验;c:独立样本t检验) CDVA:矫正远视力;SE:等效球镜度;CCT:中央角膜厚度;Km:角膜曲率;IOPcc:角膜补偿眼压值;TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:(a: χ2test;b:Rank sum test;c:Independent samples t-test) CDVA:corrected distance visual acuity;SE:spherical equivalent;CCT:central corneal thickness;Km:keratometry;IOPcc:corneal-compensated intraocular pressure;TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:small incision lenti-cule extraction

表2 角膜生物力学各红外波形参数描述Table 2 Explanation of infrared waveform parameters in corneal biomechanics参数上75%区域上50%区域描述面积p1area、p2areap1area1、p2area1峰1或峰2面积高度h1、h2h11、h21区域内峰最低点到最高点的距离宽度w1、w2w11、w21区域内峰底部宽度路径path1、path2path11峰1或峰2路径绝对值高频率aplhf-峰之间区域的高频“噪音”跌幅dive1、dive2-峰1或峰2下降无间断最长连续线转换速率mslew1-峰1上升无间断最长连续线 注:-:无 Note:-:nonexistent

1.2.3手术方法 手术均由同一名经验丰富的手术医师完成。术前3 d左氧氟沙星滴眼液点眼,每日4次;溴芬酸钠滴眼液点眼,每日2次。术前常规消毒铺手术巾、冲洗结膜囊,结膜囊滴入表面麻醉剂行表面麻醉。(1)TransPRK 采用750s准分子激光系统(德国Schwind Amaris公司)进行智能脉冲技术引导下的TransPRK,CCT设定为55 μm,周边角膜厚度设定为65 μm,光区设定为6.0～6.5 mm。术毕使用含0.02%丝裂霉素的吸血海绵点蘸基质面20 s,使用平衡盐溶液冲洗,吸干水分后覆盖角膜绷带镜。术后左氧氟沙星滴眼液点眼,每日4次,连续用药1周;妥布霉素地塞米松滴眼液点眼,每日4次,连续用药3 d;术后4 d～1个月氯替泼诺滴眼液点眼,每日3次;术后第2个月0.1%氟米龙滴眼液点眼,每日3次,逐月减少给药次数,连续用药3个月。(2)SMILE 术中采用VisuMax飞秒激光系统(德国蔡司公司)进行角膜切削,设定帽厚度为110～120 μm,直径为7.1～7.6 mm,基质透镜直径为6.0～6.5 mm,边切10～15 μm,切口位置为120°,切口大小为2 mm;通过分离镊分离透镜,经切口取出后覆盖角膜绷带镜。术后左氧氟沙星滴眼液点眼,每日4次,连续用药1周;妥布霉素地塞米松滴眼液点眼,每日5次,连续用药1周;术后第2周0.1%氟米龙滴眼液点眼,每日4次,逐周减少给药次数,连续用药4周。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 2个组术眼术后1个月、3个月Km、CCT、屈光状态及眼压比较

2个组术后1个月、3个月术眼CCT、Km及IOPcc比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。术后1个月,TrasPRK组SE大于SMILE组,差异有统计学意义(t=3.02,P<0.01);术后3个月,2个组SE比较,差异无统计学意义(t=1.89,P=0.06)(表3)。

2.2 2个组术眼手术前后不同时间点角膜生物力学参数比较

手术前后不同时间点各参数总体比较,差异均有统计学意义(均P<0.01)。TransPRK组术后各时间点CRF、CH、p1area、p2area、p1area1、p2area1、w1、w2、w11、w21、h1、h2、h11、h21、dive1较术前下降,path1、path2、path11、aplhf较术前升高,差异均有统计学意义(均P<0.05);术后1个月dive2、mslew1较术前下降,差异均有统计学意义(均P<0.01)。SMIILE组术后各时间点CRF、CH、p1area、p2area、p1area1、p2area1、w1、w2、w11、w21、h1、h2、h11、h21、dive1、dive2较术前明显下降,path1、path2、path11、aplhf较术前明显升高,术后1个月mslew1较术前下降,差异均有统计学意义(均P<0.01)(表4～9)。

各组间p1area、p2area、p2area1、w1、w2、w11、w21、h2、h21、dive2、path1、path2、path11总体比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。其中术前,TransPRK组与SMILE组各参数比较差异均无统计学意义(均P>0.05);术后1个月,TransPRK组p1area、p2area、p1area1、p2area1、w1、w2、w11、w21、dive1、dive2均大于SMILE组,差异均有统计学意义(均P<0.05);CH、path1、path2、path11小于SMILE组,差异均有统计学意义(均P<0.05);术后3个月,TransPRK组p1area、p2area、p1area1、p2area1、w1、w2、w11、w21、h2、h21、dive1、dive2大于SMILE组,差异均有统计学意义(均P<0.05);path1、path2、path11小于SMILE组,差异均有统计学意义(均P<0.05)(表4～9)。

表3 2个组术后各时间点CCT、Km、屈光状态及IOPcc比较(x±s)Table 3 Comparison of CCT,Km,refractive status,and IOPcc between two groups at different time points after surgery (x±s)组别眼数术后1个月术后3个月CCT(μm)Km(D)SE(D)IOPcc(mmHg)CCT(μm)Km(D)SE(D)IOPcc(mmHg)TransPRK组56467±2238.1±1.90.63±0.6314.1±2.0467±2138.2±1.90.53±0.6213.2±1.4SMILE组52469±2738.7±1.60.27±0.5913.4±1.9469±2938.7±1.60.31±0.5712.6±2.0t值-0.46-1.673.021.83-0.54-1.541.891.76P值0.650.09<0.010.070.130.120.060.08 注:(独立样本t检验) CCT:中央角膜厚度;Km:角膜曲率;SE:等效球镜度;IOPcc:角膜补偿眼压值;TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 1 mmHg=0.133 kPa Note:(Independent samples t-test) CCT:central corneal thickness;Km:keratometry;SE:spherical equivalent;IOPcc:corneal-compensated intraocular pres-sure;TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:small incision lenticule extraction 1 mmHg=0.133 kPa

表4 2个组术眼手术前后不同时间点粘弹性参数比较(x±s)Table 4 Comparison of viscoelastic parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数CRF(mmHg)CH(mmHg)术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组5611.7±1.67.3±1.3a7.2±1.4a11.6±1.58.3±1.1ab8.5±1.2aSMILE组5211.5±1.37.5±1.0a7.0±1.2a11.4±1.18.8±0.9a8.6±0.9a 注:CRF:F分组=0.010,P=0.92;F时间=1 018.19,P<0.01;F交互作用=1.32,P=0.27.CH:F分组=0.41,P=0.53;F时间=493.78,P<0.01;F交互作用=4.66,P=0.01.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) CRF:角膜阻力系数;CH:角膜滞后量;TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 1 mmHg=0.133 kPa Note:CRF:Fgroup=0.010,P=0.92;Ftime=1 018.19,P<0.01;Finteraction=1.32,P=0.27.CH:Fgroup=0.41,P=0.53;Ftime=493.78,P<0.01;Finteraction=4.66,P=0.01.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) CRF:corneal resistance factor;CH:corneal hysteresis;TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small incision lenticule extraction 1 mmHg=0.133 kPa

表5 2个组术眼手术前后不同时间点峰面积波形参数比较(x±s)Table 5 Comparison of peak area waveform parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数p1areap2areap1area1p2area1术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组564 144±1 1402 533±504ab2 822±664ab3 211±6732 095±655ab2 439±640ab1 878±5721 103±230ab1 244±320ab1 426±325894±299ab1 048±294abSMILE组524 133±7712 226±519a2 428±557a3 327±7951 679±490a1 780±471a1 902±384985±242a1 082±256a1 492±396736±217a792±217a 注:p1area:F分组=4.57,P=0.04;F时间=324.63,P<0.01;F交互作用=3.59,P=0.04.p2area:F分组=11.68,P<0.01;F时间=243.27,P<0.01;F交互作用=17.32,P<0.01.p1area1:F分组=2.57,P=0.11;F时间=292.77,P<0.01;F交互作用=3.31,P=0.05.p2area1:F分组=7.51,P<0.01;F时间=210.29,P<0.01;F交互作用=11.96,P<0.01.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:p1area:Fgroup=4.57,P=0.04;Ftime=324.63,P<0.01;Finteraction=3.59,P=0.04;p2area:Fgroup=11.68,P<0.01;Ftime=243.27,P<0.01;Finteraction=17.32,P<0.01;p1area1:Fgroup=2.57,P=0.11;Ftime=292.77,P<0.01;Finteraction=3.31,P=0.05;p2area1:Fgroup=7.51,P<0.01;Ftime=210.29,P<0.01;Finteraction=11.96,P<0.01.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small incision lenticule extraction

表6 2个组术眼手术前后不同时间点峰宽度波形参数比较(x±s)Table 6 Comparison of peak width waveform parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数w1w2w11w21术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组5622.2±2.320.6±2.5ab20.1±2.7ab21.5±3.018.5±4.0ab18.9±3.8ab12.4±1.710.5±1.9ab10.3±1.7ab11.3±2.28.5±2.6ab8.8±1.8abSMILE组5221.9±1.918.0±2.2a17.8±2.3a21.4±4.115.8±3.7a15.4±4.0a12.8±1.98.9±1.4a8.9±1.4a11.6±3.07.2±1.7a7.2±1.7a 注:w1:F分组=28.31,P<0.01;F时间=75.44,P<0.01;F交互作用=9.85,P<0.01.w2:F分组=18.78,P<0.01;F时间=58.12,P<0.01;F交互作用=7.57,P<0.01.w11:F分组=14.49,P<0.01;F时间=163.49,P<0.01;F交互作用=19.25,P<0.01.w21:F分组=8.85,P<0.01;F时间=112.40,P<0.01;F交互作用=6.74,P<0.01.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:w1:Fgroup=28.31,P<0.01;Ftime=75.44,P<0.01;Finteraction=9.85,P<0.01.w2:Fgroup=18.78,P<0.01;Ftime=58.12,P<0.01;Finteraction=7.57,P<0.01.w11:Fgroup=14.49,P<0.01;Ftime=163.49,P<0.01;Finteraction=19.25,P<0.01.w21:Fgroup=8.85,P<0.01;Ftime=112.40,P<0.01;Finteraction=6.74,P<0.01.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small incision lenticule extraction

表7 2个组术眼手术前后不同时间点峰高度波形参数比较(x±s)Table 7 Comparison of peak height waveform parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数h1h2h11h21术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组56405±80291±56a326±52a344±59291±54a323±63ab270±53194±38a217±35a229±39194±36a215±42abSMILE组52399±64295±49a321±56a351±56271±58a288±57a266±43196±33a214±40a234±37181±39a192±29a 注:h1:F分组=0.07,P=0.80;F时间=128.17,P<0.01;F交互作用=0.38,P=0.65.h2:F分组=4.31,P=0.04;F时间=49.82,P<0.01;F交互作用=4.95,P<0.01.h11:F分组=0.07,P=0.80;F时间=128.17,P<0.01;F交互作用=0.38,P=0.65.h21:F分组=4.31,P=0.04;F时间=49.82,P<0.01;F交互作用=4.95,P<0.01.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:h1:Fgroup=0.07,P=0.80;Ftime=128.17,P<0.01;Finteraction=0.38,P=0.65;h2:Fgroup=4.31,P=0.04;Ftime=49.82,P<0.01;Finteraction=4.95,P<0.01;h11:Fgroup=0.07,P=0.80;Ftime=128.17,P<0.01;Finteraction=0.38,P=0.65;h21:Fgroup=4.31,P=0.04;Ftime=49.82,P<0.01;Finteraction=4.95,P<0.01.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small incision lenticule extraction

表8 2个组术眼手术前后不同时间点峰路径波形参数比较(x±s)Table 8 Comparison of peak path waveform parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数path1path2path11术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组5619.1±2.322.1±3.1ab22.8±3.7ab20.8±3.928.2±6.9ab26.0±5.1ab26.9±5.031.3±5.3ab31.6±5.8abSMILE组5218.6±2.125.9±3.4a25.4±3.1a20.7±4.230.9±6.1a31.2±5.4a25.5±3.435.4±5.7a34.9±5.1a 注:path1:F分组=21.44,P<0.01;F时间=165.38,P<0.01;F交互作用=22.58,P<0.01.path2:F分组=12.96,P<0.01;F时间=117.06,P<0.01;F交互作用=8.71,P<0.01.path11:F分组=8.46,P<0.01;F时间=84.86,P<0.01;F交互作用=11.28,P<0.01.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:path1:Fgroup=21.44,P<0.01;Ftime=165.38,P<0.01;Finteraction=22.58,P<0.01;path2:Fgroup=12.96,P<0.01;Ftime=117.06,P<0.01;Finteraction=8.71,P<0.01;path11:Fgroup=8.46,P<0.01;Ftime=84.86,P<0.01;Finteraction=11.28,P<0.01.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small in-cision lenticule extraction

表9 2个组术眼手术前后不同时间点平滑度波形参数比较(x±s)Table 9 Comparison of smoothness waveform parameters of operated eyes at different time points before and after surgery between both groups (x±s)组别眼数dive1dive2mslew1aplhf术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月术前术后1个月术后3个月TransPRK组56368±92262±64ab297±63ab383±70257±60ab286±61b86.4±18.475.1±19.8a83.1±18.61.0±0.21.2±0.3a1.2±0.3aSMILE组52356±87271±58a293±64a304±83225±61a246±54a86.5±18.177.2±16.5a85.2±16.81.0±0.21.2±0.3a1.2±0.2a 注:dive1:F分组=0.08,P=0.78;F时间=58.55,P<0.01;F交互作用=0.82,P=0.42.dive2:F分组=8.00,P<0.01;F时间=31.70,P<0.01;F交互作用=3.19,P=0.04.mslew1:F分组=0.38,P=0.54;F时间=11.54,P<0.01;F交互作用=0.15,P=0.86.aplhf:F分组=0.03,P=0.87;F时间=36.03,P<0.01;F交互作用=0.09,P=0.90.与术前比较,aP<0.05;与SMILE组比较,bP<0.05(重复测量两因素方差分析,LSD-t检验) TransPRK:经上皮准分子激光角膜切削术;SMILE:飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术 Note:dive1:Fgroup=0.08,P=0.78;Ftime=58.55,P<0.01;Finteraction=0.82,P=0.42;dive2:Fgroup=8.00,P<0.01;Ftime=31.70,P<0.01;Finteraction=3.19,P=0.04; mslew1:Fgroup=0.38,P=0.54;Ftime=11.54,P<0.01;Finteraction=0.15,P=0.86;aplhf:Fgroup=0.03,P=0.87;Ftime=36.03,P<0.01;Finteraction=0.09,P=0.90.Compared with preoperative,aP<0.05;compared with TransPRK,bP<0.05 (Repeated measures two-way ANOVA,LSD-t test) TransPRK:transepithelial photorefractive keratectomy;SMILE:femtosecond small incision lenticule extractio

3 讨论

角膜的生物力学包括各向异性、非线弹性、粘弹性等。各向异性指在不同深度以及方向上,角膜的力学特性存在差异;非线弹性指当应力较小时,角膜应力-应变曲线呈现线性形式,当应力逐渐增加,应力-应变曲线呈现指数形式,弹性模量逐渐增加;粘弹性指的是介于弹性和粘性之间的一种特性,包括迟滞、蠕变、应力松弛[9]。角膜屈光手术切削了部分角膜组织,导致术后生物力学下降,而术后角膜生物力学薄弱是术源性角膜扩张的关键因素。屈光手术后角膜的生物力学变化一直是相关研究关注的问题。

ORA自2005年上市以来在角膜生物力学测量以及圆锥角膜的筛查中应用广泛[10],其通过脉冲气流对角膜进行双向压平,从而获取CRF、CH这2个粘弹性力学参数。然而这2个参数无法直接与传统的弹性模量相对应,且受眼压的影响,不能直接代表角膜的软硬程度,因此限制了其在角膜早期区域力学特征变化,如顿挫性圆锥角膜筛查的敏感性和特异性[11]。Kerautret等[12]报道了1例双眼接受LASIK术后单眼发生角膜扩张的病例,发现患者双眼CRF、CH值近似,但扩张眼的红外波形峰值低平,震荡波增加,提示ORA测量的波形参数能提供更多的生物力学信息。已有研究表明,许多ORA波形参数,如p1area、p2area、p1area1、h1、h2、h21、dive1、mslew1、aplhf在圆锥角膜的筛查方面有较好的诊断价值[13-15]。

有研究认为,峰宽度反应压平时间、峰高度反应压平面积可能与角膜刚度相关,反映了角膜在外力作用下抵抗变形的能力[7,16]。相比于圆锥角膜,正常角膜更能抵抗变形,在ORA脉冲气流作用下产生更宽、更浅的形变[17]。本研究中结果显示,TransPRK、SMILE术后早期w1、w2、h1、h2、w11、w21、h11、h21下降,即角膜受力过程中压平时间缩短,压平面积减少,反应了术后角膜生物力学的下降;术后p1area、p2area、p1area1、p2area1下降,表明波形信号由术前的“高宽”峰变为术后的“低矮”峰,与Kerautret等[12]的研究一致,反映角膜整体变软。对于生物力学薄弱的角膜,受力产生的红外信号平滑度受到影响,表现为path、aplhf升高,dive、mslew降低[18],与本研究术后结果一致。同时,path受到波形的影响,相对“高宽”波而言,“低矮”波的路径增加,反映术后角膜产生更多的震荡波,此时path意义更大。因此,2个组术后早期粘弹性参数及多个波形参数与术前产生差异,表明手术均会引起角膜力学性能下降。

本研究结果显示,TransPRK组术后1个月CH明显小于SMILE组,术后3个月2个组CH比较差异无统计学意义,表明TransPRK组术后早期CH发生明显变化,随着时间恢复,2个组术后粘弹性指标无明显差别;术后1个月、3个月TransPRK组红外波形参数p1area、p2area、p2area1、w1、w2、w11、w21大于SMILE组,表明相比SMILE,TransPRK术后角膜相对压平时间更长,波形整体形态更加“宽大”;TransPRK组术后角膜dive1、dive2大于SMILE组,表明波形曲线平滑度更高,其角膜受力反应更稳定。TransPRK组术后path1、path2、path11小于SMILE组,表明虽然TransPRK手术波形更为宽大,但是受力产生震荡波较少,2次压平峰的路径更短,术后具有较好的力学性能。

角膜组织生物力学具有各向异性,角膜前部基质致密的胶原排列、众多的纤维间交联,弓状弹簧结构和由角膜缘到前弹力层的锚定结构使其相对于中、后部基质具有较大的刚度[19]。SMILE通过角膜帽的形式保留了前部角膜基质,根据数学模型预测了SMILE术后角膜抗张强度高于PRK[20]。然而本研究结论与之相反,这可能是由于SMILE去除部分角膜组织,角膜帽与残留基质床表面曲率差异可以导致前部基质的板层纤维重排,因此角膜帽可能不会承担过多的生物力学作用[21]。由于TransPRK术后早期成纤维细胞活化、细胞凋亡、组织炎症等伤口愈合反应比较活跃[22],因此本研究中常规糖皮质激素用药时间较长,导致2个组患者的糖皮质激素用药方案不同,可能成为潜在的混杂因素。糖皮质激素对角膜生物力学的潜在影响主要在于可能影响术眼术后眼压,本研究中发现术后2个组IOPcc比较差异无统计学意义,推测糖皮质激素用药差异对结果的影响较小。同时,术后1个月,TransPRK组屈光状态相对SMILE组发生远视漂移,术后3个月2个组间差异无统计学意义,与Zheng等[23]的研究结果类似,说明表层屈光手术术后角膜上皮有着更长时间的恢复与重塑,未来仍需进一步进行中长期生物力学观察。

总之,TransPRK和SMILE术后角膜生物力学均减弱,TransPRK术后早期角膜粘弹性下降并随时间推移逐渐恢复,TransPRK术后早期ORA红外波形参数优于SMILE。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明宁吉良:设计试验、实施研究、分析数据、起草文章;方石峰、靳琳:设计试验、分析数据;闫春晓、孙思宇、陈若语、邢泽群、于涛瑞:实施研究、采集数据、分析数据;张立军:设计试验、对文章知识性内容的审阅和智力性内容的修改及定稿