黃志翾,2，陶夢(mèng)穎，劉慶明2，李玥嬌，劉隴黔

(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院眼科，四川 成都 610041；2.廣州天河視獻(xiàn)眼科門診部，廣東 廣州 510000)

近視的患病率在全世界達(dá)49%[1-2]。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光矯正眼部屈光不正的新技術(shù)被廣泛研究運(yùn)用。1996年美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)了第一種角膜激光手術(shù)，即準(zhǔn)分子激光角膜切削術(shù)(photorefractive keratectomy,PRK)[3]。隨后角膜激光手術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，飛秒激光問(wèn)世，且隨著技術(shù)的改良，飛秒激光小切口透鏡提取術(shù)(small incision lenticule extraction,SMILE)也隨之出現(xiàn)[4]。角膜擴(kuò)張是屈光手術(shù)的并發(fā)癥之一，盡管據(jù)報(bào)道其發(fā)病率僅為0.04%～0.6%，但是患者發(fā)病之前角膜生物力學(xué)特性可能會(huì)發(fā)生變化，生物力學(xué)特征成為角膜擴(kuò)張的輔助診斷方法，受到越來(lái)越多的關(guān)注[5-7]。本研究通過(guò)比較SMILE和PRK對(duì)中低度數(shù)人群角膜生物力學(xué)的影響，研究手術(shù)前后角膜生物力學(xué)特性的變化，以期為臨床上的中低度數(shù)近視患者在角膜薄或生物力學(xué)異常的情況下選擇合理安全的近視手術(shù)方式提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

本研究為前瞻性、非隨機(jī)試驗(yàn)，選取廣州視獻(xiàn)眼科屈光手術(shù)中心2019年10月至2020年1月接受手術(shù)并同意參加研究的中低度近視(等效球鏡小于-6.00 D)患者20例(40眼)進(jìn)行觀察性研究，根據(jù)患者意愿將其分為SMILE組和PRK組。SMILE組10例(20眼)，其中男4例，女6例；PRK組10例(20眼)，其中男5例，女5例。SMILE組切削量指標(biāo)顯著高于PRK組，組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.502，P=0.02)。SMILE組和PRK組患者的年齡、實(shí)際矯正度數(shù)、術(shù)前角膜厚度、角膜直徑、生物力學(xué)矯正眼壓(biomechanically-corrected IOP ，bIOP)、切削光區(qū)以及計(jì)算剩余角膜厚度等術(shù)前臨床資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡18～35歲;②角膜厚度480～580 μm；③術(shù)前為中低度近視(等效球鏡小于-6.00 D)，符合角膜激光手術(shù)的適應(yīng)證。排除標(biāo)準(zhǔn)：有角膜激光手術(shù)的絕對(duì)禁忌證和相對(duì)禁忌證[8]。所有患者術(shù)前均簽署手術(shù)知情同意書，檢查無(wú)創(chuàng)非接觸，研究符合《赫爾辛基宣言》，經(jīng)四川大學(xué)華西醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查(審545號(hào))。

表1 患者臨床資料比較

1.2 檢查方法

術(shù)前測(cè)量所有術(shù)眼裸眼視力(UCVA)、最佳矯正視力(BCVA)和bIOP，使用裂隙燈和檢眼鏡檢查眼前節(jié)及眼底，并且進(jìn)行睫狀肌麻痹檢影和插片驗(yàn)光等檢查。應(yīng)用Pentacam三維眼前節(jié)分析診斷系統(tǒng)進(jìn)行角膜地形圖測(cè)量，獲取角膜前后表面及厚度相關(guān)數(shù)據(jù)。

可視化角膜生物力學(xué)分析儀(corneal visualization scheimpflug technology，Corvis ST)采用非接觸式眼壓計(jì)對(duì)角膜施加空氣脈沖，然后用高速觀察和運(yùn)動(dòng)Scheimpflug實(shí)時(shí)攝像機(jī)記錄力學(xué)參數(shù)[9-12]。本研究在術(shù)前及術(shù)后1個(gè)月測(cè)量雙眼角膜生物力學(xué)參數(shù)并且計(jì)算參數(shù)的變化量(Δ，術(shù)前減去術(shù)后)，其中角膜生物力學(xué)基礎(chǔ)特性參數(shù)為：第一次壓平時(shí)間(AT1，ms)、第一次壓平角膜長(zhǎng)度(Length1，mm)、第一次壓平速度(Velocity1，m/s)，第二次壓平時(shí)間(AT2，ms)、第二次壓平角膜長(zhǎng)度(Length2，mm)、第二次壓平速度(Velocity2,m/s)、最高點(diǎn)兩峰間距(Peak Distance,mm)、最高點(diǎn)壓陷后的反向曲率半徑(Radius,mm)、最高點(diǎn)壓陷后的位移量(Def.Amp/DA,mm)、術(shù)后Def.Amp減去切削量(DAc,mm)。記錄Vinciguerra篩查報(bào)告數(shù)據(jù):變形幅度比(DA Ratio，中央與2 mm處位移量的比值)、綜合半徑(Integr Radius)、最薄點(diǎn)厚度和厚度變化率的比值(ARTh)、硬度參數(shù)(SP-A1，角膜表面空氣壓力和第一次壓平時(shí)頂點(diǎn)的垂直位移量的比值)。

1.3 手術(shù)方法

1.3.1 SMILE 術(shù)前常規(guī)結(jié)膜囊沖洗和眼周消毒后，使用鹽酸奧布卡因滴眼液點(diǎn)眼2次行表面麻醉，每次2滴。采用VisuMax型飛秒激光器進(jìn)行掃描，頻率為500 kHz，能量為27～28(135～140 nJ)，角膜帽的厚度為120 μm，基質(zhì)內(nèi)透鏡直徑為6.50 mm，在基質(zhì)內(nèi)透鏡直徑基礎(chǔ)上增加1 mm即為角膜帽直徑，所有側(cè)切角均設(shè)置為90°，點(diǎn)間距和行間距均為2.0～4.5 μm。飛秒激光制作透鏡和切口的掃描順序依次為透鏡后表面、透鏡邊緣、透鏡前表面和小切口。切口位于10點(diǎn)位，切口寬度為2.5 mm。設(shè)置基底厚度為15 μm。完成掃描后用顯微鏟先將透鏡前表面和上方角膜組織分離，再分離透鏡后表面，將透鏡游離后用顯微鑷取出。

1.3.2 PRK 采用直徑8.0 mm角膜上皮環(huán)鉆標(biāo)記，用上皮分離器刮除上皮后進(jìn)行準(zhǔn)分子激光切削，完畢后給予繃帶型角膜接觸鏡保護(hù)創(chuàng)面7 d。角膜基質(zhì)切削采用MeL-90準(zhǔn)分子激光儀，頻率為250 Hz。

所有手術(shù)均由同一經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師在單盲(醫(yī)生不知道患者是否參與研究)下完成。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 患者手術(shù)治療前后生物力學(xué)指標(biāo)比較

治療前各指標(biāo)組間比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；治療后Peak Distance、DA Ratio 組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且SMILE組均顯著高于PRK組；其余指標(biāo)組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。SMILE組治療前后AT1、AT2、Length1、Peak Distance、Radius、Def.Amp、DA Ratio、Integr Radius、ARTh、SP-A1、角膜實(shí)測(cè)厚度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；PRK組治療前后AT1、Length1、Length2、Peak Distance、Radius、DA Ratio、Integr Radius、ARTh、SP-A1、角膜實(shí)測(cè)厚度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 患者手術(shù)治療前后生物力學(xué)指標(biāo)比較(n=20)

Z1、P1：2組治療前比較；Z2、P2：2組治療后比較；Z3、P3：SMILE組治療前后比較；Z4、P4：PRK組治療前后比較

2.2 生物力學(xué)指標(biāo)變化量比較

生物力學(xué)變化量組間比較結(jié)果顯示，ΔDA Ratio、ΔLength2、ΔPeak Distance、ΔAT2組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；且SMILE組ΔDA Ratio負(fù)值大于PRK組，SMILE組ΔLength 2小于PRK組，SMILE組ΔPeak Distance和ΔAT2負(fù)值均大于PRK組；其余指標(biāo)組間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表3 生物力學(xué)變化量比較(n=20)

3 討論

角膜從組織學(xué)上可分為五層結(jié)構(gòu)，即上皮細(xì)胞層、角膜前彈力層(Bowman膜)、基質(zhì)層、角膜后彈力層(Descemt膜)和內(nèi)皮細(xì)胞層。角膜具有一定的黏性、硬度、彈性及各向異性，因?yàn)楦鲗咏M織結(jié)構(gòu)不同，所以生物力學(xué)特點(diǎn)各異。Dawson等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，生物力學(xué)強(qiáng)度從高到低依次是：鞏膜>Bowman膜>周邊前1/3基質(zhì)>中央前1/3基質(zhì)>周邊后2/3基質(zhì)>中央后2/3基質(zhì)>Descemet膜。因?yàn)榻悄で?/3膠原纖維束密集排列、緊密交織，所以此部分角膜力學(xué)結(jié)構(gòu)更強(qiáng)[14-15]。Shih等[16]認(rèn)為Bowman膜和Descemet膜占角膜硬度的20%，PRK破壞了Bowman膜環(huán)向應(yīng)力的中心連接，并使應(yīng)力集中在消融周圍的Bowman膜的邊緣，可能產(chǎn)生裂紋，影響角膜力學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。SMILE避免了表層手術(shù)對(duì)前彈力層的切削，理論上對(duì)角膜生物力學(xué)的影響會(huì)小于表層切削手術(shù)PRK，但實(shí)踐中是否如預(yù)期，值得進(jìn)一步探討。

本研究使用Corvis ST生物力學(xué)分析儀，其內(nèi)置高速Sheimpflug相機(jī)可記錄下角膜受脈沖氣體噴擊后發(fā)生形變及形變恢復(fù)的時(shí)間、長(zhǎng)度、速率、幅度、曲率、峰間距離等參數(shù)[11-12]。然后分析對(duì)比SMILE和PRK前后各項(xiàng)參數(shù)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在矯正相同近視度數(shù)的情況下，患者行SMILE比PRK要消耗更多的角膜組織。有研究表明，中央角膜厚度是影響角膜生物力學(xué)的重要因素，切削越多，對(duì)生物力學(xué)影響越大[17-18]。

基礎(chǔ)生物力學(xué)指標(biāo)方面，2組患者術(shù)后的AT1和Length1較術(shù)前減少，Velocity1與術(shù)前比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明角膜在術(shù)后可以更快地被壓平，但是速度上無(wú)明顯差異，這可能與術(shù)后角膜曲率降低、壓平長(zhǎng)度縮短有關(guān)；術(shù)后Def.Amp增加、Radius減小、Peak Distance增加，表明術(shù)后壓陷范圍都增大；術(shù)后AT2增加、Length2減小、Velocity2無(wú)明顯變化，表明壓陷后恢復(fù)到平面狀態(tài)的時(shí)間可能延長(zhǎng)；術(shù)后ΔAT2、ΔLength2和ΔPeak Distance組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。綜合來(lái)看，術(shù)后SMILE組的Peak Distance更大，Length2較寬，形變恢復(fù)所需時(shí)間更長(zhǎng)，提示基礎(chǔ)生物力學(xué)指標(biāo)方面SMILE弱于PRK。

術(shù)后2組DA Ratio比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且SMILE組顯著高于PRK組。參數(shù)變化量中2組ΔDA Ratio和ΔIntegr Radius為負(fù)數(shù)，ΔARTh和ΔSP-A1為正數(shù)，提示角膜生物力學(xué)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較術(shù)前都降低，但是2組間只有ΔDA Ratio變化量的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，SMILE組DA Ratio大于PRK組，與其術(shù)后Peak Distance增加相符合。SP-A1組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與ΔLength1組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義相符合，可能原因?yàn)?，在一定切削量的范圍?nèi)，角膜術(shù)后的硬度與手術(shù)方式并無(wú)太大差異，或者也可理解為生物力學(xué)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低的只是中央手術(shù)區(qū)，而周邊角膜在一定程度上不會(huì)有明顯改變，從而確保整個(gè)角膜力學(xué)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。兩種手術(shù)方式相比較，SMILE在相同條件下除了消耗更多的角膜組織外，手術(shù)區(qū)范圍更廣，不僅有6.5 mm直徑的手術(shù)光區(qū)，而且全飛角膜帽直徑在7.5 mm左右，這多余的1 mm邊區(qū)的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，膠原纖維之間交織力減弱，所以也可以解釋SMILE的Peak Distance比PRK更大。此外Pedersen等[19]認(rèn)為角膜透鏡取出后角膜帽與角膜基質(zhì)床間可能存在潛在空隙，影響角膜生物力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。Shen等[20]在Scheimpflug相機(jī)下觀察到透鏡取出后角膜帽與基質(zhì)床間確實(shí)留有間隙樣的灰色帶，并且該灰色帶在術(shù)后3個(gè)月仍然存在，可能影響角膜術(shù)后的生物力學(xué)特性。

綜合兩類指標(biāo)，在術(shù)前同等角膜條件及屈光度的情況下，SMILE對(duì)角膜生物力學(xué)的影響較大。雖然術(shù)后1個(gè)月實(shí)測(cè)角膜厚度組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是SMILE組角膜形變范圍越大，形變發(fā)生較早，恢復(fù)較遲。對(duì)于DA和DAc無(wú)明顯差異這個(gè)問(wèn)題，F(xiàn)ernández等[21]在同一個(gè)眼球上比較手術(shù)前后的生物力學(xué)參數(shù)，在假設(shè)術(shù)后眼壓沒(méi)有變化的情況下，術(shù)后Def.Amp/DA的增加主要是源于中央角膜厚度的較少或角膜硬度的減弱。假設(shè)術(shù)后角膜后表面的形變程度同術(shù)前一樣，因?yàn)榻悄で氨砻姹磺邢鹘悄ず穸葴p少，所以術(shù)后DA增加。在這個(gè)假設(shè)條件下計(jì)算一個(gè)新的變量DAc，盡管術(shù)后DA增加，但DA和DAc之間沒(méi)有顯著差異，這一點(diǎn)在本研究的結(jié)果中也得以證實(shí)。這意味著手術(shù)不會(huì)影響角膜硬度，或者Corvis ST無(wú)法通過(guò)空氣吹掃檢測(cè)到角膜硬度的微小變化。

角膜組織生物力學(xué)特性復(fù)雜，表現(xiàn)為非線彈性、各向異性、粘彈性等[22]。生物力學(xué)性能測(cè)量應(yīng)包含本構(gòu)參量，包括應(yīng)力、應(yīng)變和彈性模量等[23]。目前臨床常用的儀器ORA和Corvis ST無(wú)法提供本構(gòu)參量，在生物力學(xué)性能測(cè)量評(píng)價(jià)時(shí)存在缺陷。術(shù)后生物力學(xué)強(qiáng)度較術(shù)前減弱，主要是因?yàn)榍邢鹘悄?huì)引起中央厚度減少。活體生物力學(xué)測(cè)量只能反應(yīng)部分特性，評(píng)價(jià)角膜生物力學(xué)特征性的方法還有待改進(jìn)。鑒于目前的研究條件，本研究認(rèn)為中低度近視患者行PRK短期內(nèi)在角膜生物力學(xué)安全的角度將優(yōu)于SMILE，其長(zhǎng)期的安全性有待進(jìn)一步觀察研究。