呂雅平 周浩 褚仁遠(yuǎn)
·綜述·
準(zhǔn)分子激光屈光手術(shù)對(duì)角膜生物力學(xué)及術(shù)后眼壓測(cè)量的影響
呂雅平 周浩 褚仁遠(yuǎn)
對(duì)準(zhǔn)分子激光屈光手術(shù)后角膜生物力學(xué)的變化以及所伴隨的眼壓測(cè)量值的改變進(jìn)行測(cè)量和定量分析,對(duì)于提高準(zhǔn)分子激光手術(shù)的安全性和手術(shù)方式的選擇都有重要的指導(dǎo)意義。本文對(duì)不同術(shù)式的準(zhǔn)分子激光手術(shù)對(duì)角膜生物力學(xué)以及術(shù)后眼壓測(cè)量值的影響進(jìn)行了綜述。
準(zhǔn)分子激光屈光手術(shù)的靶組織是角膜,通過(guò)切削角膜的前基質(zhì),改變角膜前表面形態(tài)、屈光力,從而達(dá)到矯正屈光不正的目的。手術(shù)過(guò)程中切割角膜瓣、消融角膜前基質(zhì),會(huì)對(duì)角膜的強(qiáng)度、黏彈性以及延展性等生物力學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生影響,并且伴隨術(shù)后眼壓測(cè)量值上的偏差。
角膜基質(zhì)層由200~250層排列規(guī)則的膠原纖維組成,纖維走向有水平向、垂直向和環(huán)向。劉志成等[1]的研究表明角膜是不易發(fā)生較大變形的黏彈性材料,屬于生物軟組織。Farrell等[2]研究證明,角膜板層方向分布不是隨機(jī)的,而是按1、2個(gè)首選的方向分布。Meek和Newton[3]研究認(rèn)為人角膜基質(zhì)主要膠原排列方向是從下到上,從鼻側(cè)到顳側(cè),但在角膜緣處主要方向是角膜切線方向。水平子午線上,以中央角膜為中心,鼻側(cè)、顳側(cè)力的分布是對(duì)稱(chēng)的,而垂直子午線是非對(duì)稱(chēng)的。角膜這種各向異性特征對(duì)準(zhǔn)分子激光手術(shù)后角膜的形狀和承載能力產(chǎn)生影響。Luce[4]使用眼反應(yīng)分析儀(ocular response analyzer,ORA)測(cè)定了不同人群的角膜滯后 (cortical hysteresis,CH)值,認(rèn)為其作為一個(gè)重要的角膜生物力學(xué)特性參數(shù)具有1.8~14.6的變化范圍,在準(zhǔn)分子激光術(shù)后其值降低,其對(duì)準(zhǔn)分子激光患者的條件限定及手術(shù)預(yù)期效果起到重要作用。Franco[5]分別測(cè)量正常人及準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser in situ keratomileusis,LASIK)術(shù)后患者的角膜中央厚度,角膜曲率半徑,使用ORA測(cè)量CH和角膜抵抗因子(corneal resistance factor,CRF)及眼壓,結(jié)果表明CH和CRF與角膜曲率半徑無(wú)關(guān),與角膜中央厚度有關(guān),術(shù)后CH、CRF較非手術(shù)眼明顯下降。
準(zhǔn)分子激光屈光術(shù)式主要包括準(zhǔn)分子激光角膜切削術(shù)(photorefractive keratectomy,PRK)、LASIK、準(zhǔn)分子激光上皮下角膜磨鑲術(shù)(laser subepithelial keratomileusis,LASEK),這些角膜屈光手術(shù)的共同點(diǎn)是通過(guò)準(zhǔn)分子激光對(duì)角膜基質(zhì)的消融作用改變角膜前表面的曲率,從而改變角膜的屈光度以達(dá)到矯正視力的目的;這些手術(shù)的不同點(diǎn)在于是否制作角膜瓣或上皮瓣。不同準(zhǔn)分子激光術(shù)式的制瓣方式不同,同時(shí)角膜的消融部位和切削量也有所不同,所產(chǎn)生的角膜生物力學(xué)的影響也不同。
Baldwin和Marshall[6]認(rèn)為PRK可能產(chǎn)生短期并發(fā)癥如疼痛、角膜上皮下混濁(Haze),LASIK可能對(duì)角膜生物力學(xué)產(chǎn)生遠(yuǎn)期影響,LASEK較前兩者產(chǎn)生的并發(fā)癥少。Kamiya等[7]比較了PRK和LASIK對(duì)角膜生物力學(xué)特性的影響,雖然兩者的角膜切削量相似,但由于LASIK制作了角膜基質(zhì)瓣,同時(shí)切削的角膜基質(zhì)部位較深,結(jié)果顯示CH和CRF在PRK 和LASIK術(shù)后的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.01),且LASIK對(duì)兩者的影響大于PRK(P=0.04),故認(rèn)為從角膜生物力學(xué)的角度考慮,PRK相對(duì)于LASIK而言是一種傷害性更小的矯正近視的屈光手術(shù)。方學(xué)軍和徐艷春[8]對(duì)豬眼LASIK術(shù)后角膜的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和本構(gòu)方程進(jìn)行研究,認(rèn)為L(zhǎng)ASIK術(shù)所引起的角膜生物力學(xué)的改變隨角膜基質(zhì)層切削深度的增加,彈性模量減小,斷裂強(qiáng)度減小。單純切割角膜瓣也引起角膜生物力學(xué)特性的改變。Seitz等[9]認(rèn)為從生物力學(xué)角度考慮角膜瓣下基質(zhì)床厚度必須保留250 μm以上才能減少角膜擴(kuò)張的可能性,這也是目前被廣泛應(yīng)用的LASIK術(shù)切削量的安全指標(biāo)。而Hjortdal[10]對(duì)人角膜部分切除后的生物力學(xué)特性進(jìn)行研究,認(rèn)為即使準(zhǔn)分子激光深層切除,角膜組織材料的平面彈性也沒(méi)有發(fā)生變化。
Goldmann壓平眼壓計(jì)(Goldmann applanation tonometry,GAT)被認(rèn)為是測(cè)量眼壓的“金標(biāo)準(zhǔn)”。非接觸式眼壓計(jì)(noncontact tonometer, NCT)在測(cè)量時(shí)不必接觸患者眼球,在角膜屈光手術(shù)前后的檢查中得到廣泛應(yīng)用。NCT和GAT同屬壓平眼壓計(jì),角膜厚度、角膜曲率、淚膜的穩(wěn)定性以及角膜基質(zhì)彈性等可能存在的影響因素都可使眼壓的測(cè)量值出現(xiàn)偏差。ORA作為一種新型眼壓計(jì),利用自動(dòng)雙向壓平過(guò)程測(cè)量角膜生物力學(xué)特性和眼壓,可測(cè)量角膜延遲等角膜力學(xué)參數(shù),能更準(zhǔn)確地反映真實(shí)眼壓。動(dòng)態(tài)輪廓眼壓計(jì)(dynamic contour tonometry,DCT)是一種基于不同原理設(shè)計(jì)的新型眼壓測(cè)量裝置,排除了角膜強(qiáng)度和淚液黏附力的影響。
Kohlhaas等[11]認(rèn)為L(zhǎng)ASIK術(shù)后眼壓(使用GAT測(cè)量)因角膜中心厚度、角膜曲率、角膜瓣穩(wěn)定性等因素的影響而使結(jié)果不準(zhǔn)確,應(yīng)該進(jìn)行校正:IOP(實(shí)際值)=IOP(測(cè)量值)+(540-CCT)/71+(43 - K值)/2.7+0.75 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa,IOP是眼壓,CCT是中央角膜厚度)。也有學(xué)者[12]認(rèn)為眼壓差與手術(shù)切削深度、術(shù)前角膜中央厚度有關(guān),與屈光度無(wú)關(guān)。Liu和Roberts[13]研究角膜生物力學(xué)特性對(duì)眼壓的影響,結(jié)果顯示個(gè)體角膜生物力學(xué)特性對(duì)眼壓的影響遠(yuǎn)大于角膜厚度和角膜曲率半徑。Svedberg等[14]對(duì)不同屈光手術(shù)術(shù)式(PRK/LASEK組和LASIK組)、角膜厚度、屈光力的改變以及它們對(duì)眼壓的影響進(jìn)行研究,結(jié)果表明術(shù)后角膜厚度及屈光力較術(shù)前顯著降低,其改變值在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,用GAT測(cè)量?jī)山M術(shù)前術(shù)后眼壓,術(shù)后較術(shù)前顯著降低,且兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,LASIK組下降值較大。
Siganos等[15]用不同眼壓計(jì)測(cè)量施行LASIK手術(shù)患者術(shù)前、術(shù)后的眼壓,結(jié)果表明LASIK手術(shù)導(dǎo)致角膜結(jié)構(gòu)改變,GAT、NCT眼壓測(cè)量值在術(shù)后1周及4周與術(shù)前相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而DCT眼壓測(cè)量值與術(shù)前相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其認(rèn)為DCT更適合LASIK術(shù)后眼壓的測(cè)量。Pepose等[16]對(duì)LASIK術(shù)后患者的角膜生物力學(xué)特性進(jìn)行測(cè)量,并使用不同眼壓計(jì)對(duì)眼壓進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果顯示LASIK導(dǎo)致CH、CRF顯著下降,反映了術(shù)后角膜黏彈性的改變,對(duì)眼壓波動(dòng)振幅則無(wú)影響。使用GAT、ORA測(cè)得的術(shù)后眼壓值較術(shù)前明顯下降(Plt;0.05),使用DCT測(cè)量無(wú)顯著改變(P=0.32)。Qazi等[17]對(duì)不同準(zhǔn)分子激光術(shù)式患者術(shù)后的角膜生物力學(xué)及眼壓進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果顯示使用GAT測(cè)得近視患者術(shù)后眼壓測(cè)量值下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Plt;0.05),用DCT測(cè)得的術(shù)后眼壓值較術(shù)前無(wú)明顯改變。ORA參數(shù)指標(biāo)改變最大的為近視LASIK組,改變最小的為近視LASEK組,剩余基質(zhì)的厚度與CH、CRF的改變量有相關(guān)性(Plt;0.001),結(jié)果表明制作角膜瓣及深度切削引起ORA參數(shù)指標(biāo)的較大改變,提示角膜此時(shí)更容易變形,屈光手術(shù)的切削部位和深度對(duì)角膜的生物力學(xué)特性有復(fù)雜的影響作用。羅曉陽(yáng)等[18]用4種眼壓計(jì)對(duì)LASIK術(shù)后的患者眼壓進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果顯示NCT、GAT和Tono-Pen眼壓計(jì)( Tono-Pen tonometry, TPT)測(cè)量的眼壓降低值與中央角膜厚度改變值均呈正相關(guān),r值分別為0.441、0.269及0.234 (P值范圍為0.01~0.05),DCT與中央角膜厚度不存在相關(guān)性,r值為0.103 (Pgt;0.05)。從相關(guān)系數(shù)可知,在各種壓平眼壓計(jì)中以NCT受中央角膜厚度的影響最大,TPT最小,即對(duì)于近視患者, TPT可能是最好的眼壓測(cè)量工具。對(duì)于LASIK術(shù)后患者,采用DCT測(cè)量眼壓可能是最好的選擇,使用DCT可減少中央角膜厚度對(duì)青光眼診斷的干擾。
綜上所述,準(zhǔn)分子激光表層切削手術(shù),包括LASEK和PRK,與LASIK手術(shù)相比,對(duì)角膜生物力學(xué)影響較小,角膜瓣的制作、角膜厚度的減少以及角膜生物力學(xué)特性的改變都是導(dǎo)致術(shù)后眼壓測(cè)量偏差的重要因素,DCT可能是避免LASIK術(shù)后測(cè)量偏差的較好選擇。
[1] 劉志成, 張昆亞, 王玉慧. 兔眼角膜生物力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2003,20(3):189-192.
[2] FARRELL R A,WHARAM J, KIM D,et al.Polarized light propagation in corneal lamellae[J].J Refract Surg,1999,15(6):700-705.
[3] MEEK K M, NEWTON R H. Organization of collagen fibrils in the corneal stroma in relation to mechanical properties and surgical practice[J]. J Refract Surg, 1999, 15(6): 695-699.
[4] LUCE D A .Determining in vivo biomechanical properties of the cornea with an ocular response analyzer[J]. J Cataract Refract Surg 2005,31(1):156-162.
[5] FRANCO S, LIRA M. Biomechanical properties of the cornea mea-sured by the Ocular Response Analyzer and their association with intraocular pressure and the central corneal curvature[J]. Clin Exp Optom, 2009,9(26):469-475.
[6] BALDWIN H C, MARSHALL J. Growth factors in corneal wound healing following refractive surgery: A review[J].Acta ophthalmologica scandinavica, 2002,80(3): 238-247.
[7] KAMIYA K, SHIMIZU K, OHMOTO F. Comparison of the changes in corneal biomechanical properties after photorefractive keratectomy and laser in situ keratomileusis[J].Cornea,2009,28(7):765-769.
[8] 方學(xué)軍,徐艷春.豬眼LASIK術(shù)后角膜的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和本構(gòu)方程[J].國(guó)際眼科雜志,2006,6(6):1315-1319.
[9] SEITZ B, ROZSIVAL P, FEUERMANNOVA A, et al. Penetrating keratoplasty for iatrogenic keratoconus after repeat myopic laser in situ keratomileusis: histologic findings and literature review[J]. J Cataract Refract Surg ,2003;29(11):2217-2224.
[10] HJORTDAL J O. Regional elastic performance of the human cornea[J]. J Biomech,1996,29(7):931-942.
[11] KOHLHAAS M,SP?RL E, B?HM A G.Applanation tonometry in "normal" patients and patients afer LASIK[J].Klin Monbl Augen-heilkd, 2005,222(10):823-826.
[12] 孟海林,馮梅艷,杜獻(xiàn)芳,等.LASIK術(shù)后眼壓測(cè)量值的變化分析[J].眼科新進(jìn)展,2007,27(8):616-618.
[13] LIU J,ROBERTS C J.Influence of corneal biomechanical properties on intraocular pressure measurement :quantitative analysis[J].J Cataract refract surg,2005,31(1):146-155.
[14] SVEDBERG H,CHEN E,HAMBERG-NYSTR?M H. Changes in corneal thickness and curvature after different excimer laser photorefractive procedures and their impact on intraocular pressure measurements[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2005, 243(12):1218-1220.
[15] SIGANOS D S, PAPASTERGIOU G I, MOEDAS C. Assessment of the Pascal dynamic contour tonometer in monitoring intraocular pressure in unoperated eyes and eyes after LASIK[J].J Cataract Refract Surg, 2004,30(4):746-751.
[16] PEPOSE J S, FEIGENBAUM S K, QAZI M A, et al.Changes in corneal biomechanics and intraocular pressure following LASIK using static, dynamic, and noncontact tonometry[J].Am J Ophthalmol, 2007, 143(1):39-47.
[17] QAZI M A,SANDERSON J P,MAHMOUD A M.Postoperative changes in intraocular pressure and corneal biomechanical metrics Laser in situ keratomileusis versus laser-assisted subepithelial keratectomy[J].J Cataract Refract Surg,2009,35(10):1774-1788.
[18] 羅曉陽(yáng),陸曉和,何明光,等.4種眼壓計(jì)對(duì)近視患者準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)后測(cè)壓的應(yīng)用價(jià)值比較——附53例報(bào)告[J].新醫(yī)學(xué),2008,39(9):587-589.
(本文編輯 諸靜英)
復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科 上海 200031
周浩(Email: zheent@139.com)
2010-01-20)