羅怡 劉馨 盧奕

·白內(nèi)障專題·

功能性人工晶狀體定位導航的研究進展△

羅怡 劉馨 盧奕

在屈光白內(nèi)障手術時代，手術導航系統(tǒng)提供了精準的多功能平臺，可在白內(nèi)障手術過程中實現(xiàn)持續(xù)、自動、實時的眼位追蹤和導航。術中的無痕標記，提高了散光型人工晶狀體(IOL)的定位準確性和多焦點IOL的居中性；術中的實時測量，可提高角膜屈光術后IOL計算準確性，使功能性IOL精確定位。CALLISTO eye導航系統(tǒng)具有術中投射、切口定位、撕囊輔助定位和IOL定位導航功能，可與Forum 大數(shù)據(jù)管理平臺無縫銜接；VERION導航系統(tǒng)具有參考圖像追蹤、制訂手術計劃和手術引導等功能。兩種導航系統(tǒng)各有特點及優(yōu)勢，可實現(xiàn)個性化屈光手術設計。(中國眼耳鼻喉科雜志，2017，17：105-109)

功能性人工晶狀體；導航系統(tǒng)；白內(nèi)障；手術

隨著白內(nèi)障手術技術的日臻完善，從復明手術向屈光手術時代邁進，各種功能性人工晶狀體(intraocular lens, IOL)不斷涌現(xiàn)，手術也日趨完美。最近，以生物測量儀為基礎的手術導航系統(tǒng)為眼科醫(yī)師提供了一套完整的視覺導航系統(tǒng)，可在白內(nèi)障手術過程中實現(xiàn)持續(xù)、自動、實時的眼球定位導航，設計完成個性化手術，使功能性IOL精確定位，被稱為白內(nèi)障術中“GPS”。以下對目前已在臨床使用的手術導航系統(tǒng)在白內(nèi)障手術中的應用作簡要介紹。

1 屈光白內(nèi)障手術現(xiàn)況及問題

在屈光性白內(nèi)障手術時代，患者對術后視覺質(zhì)量的期望越來越高，白內(nèi)障手術的技術精益求精。散光矯正IOL——Toric IOL可矯正角膜散光，達到正視狀態(tài)，提高術后裸眼視力，在臨床上得到廣泛應用[1]。然而目前Toric IOL植入主要應用手動標記，主觀因素影響大，小瞳孔下、坐位裂隙燈標記、筆的粗細等將影響標記的準確性，散瞳后標記可能顏色變淡或消失?；颊哐雠P位手術。Swami 等[2]研究表明，患者在坐位、臥位眼位改變時，眼球旋轉(zhuǎn)角度平均為(4.1±3.7)°旋轉(zhuǎn)，8%旋轉(zhuǎn)超過10°。標記流程也較為繁瑣，需術前手動標記、術中目測標記線等。因此，Toric IOL的標記方法仍存在很大的改進空間[1,3-4]。多焦點IOL的應用，可幫助患者實現(xiàn)全視程的良好視力，減少對眼鏡的依賴[5]。尤其是三焦點、無極變焦IOL的出現(xiàn)，可實現(xiàn)遠中近全程、非瞳孔依賴的全天候視力，且實現(xiàn)了白內(nèi)障老視矯正一體化解決方案[6-8]。這些功能性IOL的應用，尤其是聯(lián)合飛秒激光輔助實現(xiàn)精準切削后，對IOL的定位精確性提出了更高的要求[9-10]。因此，實現(xiàn)白內(nèi)障術中持續(xù)、自動、實時的精確導航，將為個性化屈光手術提供可能。

2 CALLISTO eye手術導航系統(tǒng)

CALLISTO eye手術輔助定位導航系統(tǒng)(Zeiss，德國)通過識別血管定位，可以實時動眼追蹤定位，實現(xiàn)術前規(guī)劃數(shù)據(jù)共享、術中個性化設計切口和連續(xù)環(huán)形撕囊(continuous curvilinear capsulorhex，CCC)大小、功能性IOL定位導航等，減少了術源性因素造成的誤差，給手術帶來了便利[11]。CALLISTO eye包括3項基本配置：IOL Master 500精確生物測量、CALLISTO eye (3.5版)精準術中導航和LUMERA 700無痕鏡下投射。

2.1 術中投射功能 CALLISTO eye系統(tǒng)將IOL Master的無赤光照片和Lumera 700前節(jié)影像進行對位，根據(jù)兩者角鞏膜緣毛細血管的相對位置進行精確自動對位，也可根據(jù)醫(yī)師經(jīng)驗進行手動調(diào)整，血管對應范圍為鼻側(cè)、顳側(cè)120°。動眼追蹤實時、快速，跟隨性好，對于欠配合的患者仍然適應良好，在目鏡中即可觀察到全程手術的輔助標記線(圖1)。目鏡術中投射，鏡下所見即為所得：切口大小和位置，完美的CCC撕囊和精準的Toric IOL位置清晰呈現(xiàn)。具有下列優(yōu)勢：IOL軸向標記從手動到自動，消除了人為誤差；IOL軸向從點定位到線定位全面升級；視軸與IOL光學中心精確重合；手術切口位置可精確到1°。

圖1. CALLISTO eye系統(tǒng)的血管定位方法 A. 眼部無赤光前節(jié)照片；B.血管對位；C. CALLISTO eye 0～180°標記

2.2 切口定位功能 CALLISTO eye系統(tǒng)可個性化設置輔助線，設計并定位透明角膜和角鞏膜緣切口，例如散光IOL植入的切口與軸位線設計(圖2)。手術切口標記切口寬度，無軸位刻度標記，角膜緣松解切口(limbal relaxing incisions，LRI)設計需網(wǎng)上進行，再輸入。

2.3 撕囊輔助定位 白內(nèi)障CCC時，配有1～2個大小可調(diào)的撕囊輔助環(huán)，選擇單環(huán)或者雙環(huán)，可個性化選擇撕囊大小，根據(jù)輔助環(huán)更精確地完成撕囊。CALLISTO eye可助力連續(xù)、環(huán)形、居中撕囊，個性化設置撕囊口大小，鏡下投射環(huán)形參考撕囊口，實現(xiàn)以視軸為中心的居中(圖2)。有研究[12]表明，經(jīng)驗豐富的醫(yī)師在導航系統(tǒng)引導下的手動撕囊，其直徑大小、居中性和形態(tài)等可以和飛秒激光輔助的撕囊相媲美。

圖2. CALLISTO eye系統(tǒng)定位功能 A. 切口定位；B.撕囊定位

2.4 IOL定位導航功能 Z ALIGN-Toric IOL導航[13]：根據(jù)IOL Master測量的Toric IOL參數(shù)，確定Toric IOL標記度數(shù)、切口角度信息、撕囊口直徑等，以定義參考線和目標軸，并在觸摸屏上與目鏡中顯示，實現(xiàn)散光IOL的定位和導航。散光IOL軸位對位為3條對位線，不顯示刻度(圖3)。有研究[14]表明：Toric IOL植入術后第1天，使用CALLISTO eye標記組IOL旋轉(zhuǎn)(2.88±2.76)°，使用傳統(tǒng)標記組IOL旋轉(zhuǎn)(5.94±10.67)°。Solomon等[15]的研究也表明，CALLISTO eye系統(tǒng)可在屈光白內(nèi)障手術中有效減少散光。CALLISTO eye(3.1 版)為0～180°標記，而CALLISTO eye(3.5 版)升級為無痕自動標記，可消除手動標記帶來的人為誤差，更精確[14]；無需在患者眼睛上做任何標記，方便快捷，減少數(shù)據(jù)輸入及患者術前標記的流程；減少了對患眼的創(chuàng)傷。

多焦點IOL導航：根據(jù)術中十字線定位居中多焦點IOL，保證IOL的位置居中性。撕囊、IOL植入均以視軸為中心(圖3)。

圖3. IOL定位導航功能 A. ZALIGN-Toric IOL定位導航；B. 多焦點IOL定位導航

2.5 Forum大數(shù)據(jù) 大數(shù)據(jù)時代，F(xiàn)orum眼科影像管理平臺(Zeiss，德國)可以連接不同的眼科檢查系統(tǒng)和手術系統(tǒng)，連接不同的信息系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，組合分析。通過Forum可把IOL Master上患者的所有信息傳入CALLISTO eye，無需USB，可實現(xiàn)無縫銜接、無痕導航，實現(xiàn)信息化白內(nèi)障解決方案。除了將術前檢查結(jié)果傳入手術室外，還可以將術中錄制的手術視頻、圖片資料快速、無縫傳回到手術醫(yī)師的辦公室終端，便于臨床交流和討論，更可以匯總術后患者隨訪信息資料。Forum真正做到了無紙化將術前、術中、術后患者信息資料的快速、無縫傳輸和匯總，便于交流總結(jié)和管理(圖4)。Forum白內(nèi)障工作平臺，可與IOL Master、手術顯微鏡和CALLISTO eye系統(tǒng)無縫連接，將術前的資料傳到手術系統(tǒng)，實現(xiàn)上述散光標記、輔助切口和撕囊、Toric IOL定位和曲率檢測等功能[16]。

圖4. Forum 大數(shù)據(jù)管理平臺

綜上所述，CALLISTO eye手術導航系統(tǒng)通過IOL Master全面精準數(shù)據(jù)測量；CALLISTO eye自動匹配定位；個性化手術規(guī)劃設計；顯微鏡目鏡下術中投射，手術進程“鏡”在掌握，實現(xiàn)了無痕精準導航。再通過Forum大數(shù)據(jù)管理平臺無縫銜接，大大簡化了手術流程，提升了屈光性白內(nèi)障手術的質(zhì)量。

3 VERION手術導航系統(tǒng)

VERION數(shù)字手術導航系統(tǒng)(Alcon，美國)通過圖像、規(guī)劃、引導三大模塊，采用生物特征進行全程跟蹤比對，與顯微鏡和LenSx模塊相連，實現(xiàn)個性化屈光白內(nèi)障手術。主要用于術前規(guī)劃、術中導航定位和功能性IOL的定位導航，確保手術的一致性和優(yōu)化視覺效果；利用圖形導航系統(tǒng)聯(lián)合術中識別驗證系統(tǒng)，用于功能性IOL(散光、多焦)植入和屈光術后白內(nèi)障手術[16]。

3.1 參考圖像追蹤 VERION Reference Unit型眼科生物測量及手術計劃系統(tǒng)可以進行生物測量：動態(tài)角膜散光、角膜緣位置和直徑、白到白(white-to-white, WTW)的水平距離、瞳孔大小和中心、角膜反射位置和視軸偏心等。

上述關鍵診斷檢查后，該系統(tǒng)通過彩色照片比對，捕獲鞏膜血管、角膜緣和虹膜標記，可實現(xiàn)360°范圍血管對應，在術中通過這些標記對眼部進行配準和追蹤，采用生物特征進行全程跟蹤比對。術中患者注視配合后自動生成軸位線，自動對位配合度高，可顯示眼球旋轉(zhuǎn)度(順時針/逆時針)。

3.2 制訂手術計劃 VERION reference unit系統(tǒng)已預裝IOL計算系統(tǒng)，還可進行多元公式計算、優(yōu)化A常數(shù)，以預測最佳的IOL選擇。VERION可以直接進行Toric IOL度數(shù)計算、設計，無需網(wǎng)上計算并輸入數(shù)據(jù)，大大簡化了流程；可以進行散光管理，通過計算最佳切口位置、Toric IOL度數(shù)、角膜松解切口位置、術源性散光等幫助減少術后殘留的散光。

3.3 手術引導 VERION數(shù)字導航系統(tǒng)和LenSx飛秒激光輔助白內(nèi)障手術系統(tǒng)同時使用，可簡化數(shù)據(jù)輸入，利用參照圖像疊加預先定位手術切口，增加飛秒激光白內(nèi)障手術的精確性。VERION數(shù)字導航系統(tǒng)和手術顯微鏡連接，可以進行精確的切口、撕囊和IOL定位。手術切口標記中心點，有軸位刻度標記；可以顯示撕囊邊界，進行直徑精確到0.1 mm的撕囊；Toric IOL軸位對應一條對位線，顯示軸向刻度；應用中心對位模塊進行多焦IOL定位，中心定位可選擇術前瞳孔中心及視軸等(圖5)。

圖5. VERION數(shù)字導航系統(tǒng)術中引導 A.切口引導；B.撕囊引導；C.中心定位引導以定位多焦點IOL；D.散光IOL定位引導

4 其他導航系統(tǒng)

新的手術導航輔助設備 ORATM 系統(tǒng), 聯(lián)合VerfEyeTM 技術，利用波前像差測量，白內(nèi)障術中可實時測量術眼的屈光狀態(tài)，在LASIK術后和需矯正散光的患者中發(fā)揮顯著優(yōu)勢。Ianchulev 等[17]的研究表明，ORA系統(tǒng)較傳統(tǒng)Toric IOL手動標記植入后，其目標屈光度偏離率降低了53.8%。但該系統(tǒng)尚未在國內(nèi)臨床使用。有研究[16]表明，Cirle surgical navigation system (SNS)導航系統(tǒng)可以改善Toric IOL位置的準確性、手術切口位置的選擇以及撕囊大小的精確性，從而可以改善眼科手術的精確性，獲得更好的屈光結(jié)果。

5 導航系統(tǒng)評價

5.1 應用優(yōu)勢 術中導航系統(tǒng)利用特征式定位導航，為精準的多功能平臺，利用精確、實時眼位追蹤和導航，白內(nèi)障手術的無痕標記，提供精準的切口、CCC，提供預期的散光植入軸向，實現(xiàn)個性化屈光手術設計[18-19]。

術中導航系統(tǒng)較傳統(tǒng)手動標記準確性更高。Elhofi等[11]進行了前瞻性研究， 60眼(60例)同軸角膜散光>1 D，行白內(nèi)障手術和Tecnis toric IOL植入，隨機分配為VERION導航系統(tǒng)或裂隙燈手動標記進行Toric IOL定位。術后未矯正遠視力(UCDVA)導航組為0.12±0.12 logMAR，手動組為0.18±0.14 logMAR (P= 0.104)。實際散光與靶向散光(targeted induced astigmatism，TIA)的偏差，導航組為(0.10±0.08)D，手動組為(0.20±0.14)D，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.001)。裂隙燈檢查術后平均Toric IOL偏位，導航組為(2.4±1.96)°，手動組為(4.33±2.72)°(P=0.003)。Toric IOL的實際軸位對于獲得目標的散光矯正非常重要，相比手動標記，使用VERION導航系統(tǒng)TIA偏差更少，術后Toric IOL偏位度數(shù)更小[11]。Davison等[20]分析了83眼(56例)行白內(nèi)障切除聯(lián)合AcrySof Toric IOL植入的臨床結(jié)果，應用IOL Master計算IOL度數(shù)，Pentacam測量全角膜屈光度數(shù)(包括前后角膜的散光度數(shù)，total corneal refractive power，TCRP)進行Toric IOL計算，并應用VERION導航系統(tǒng)術中定位。結(jié)果顯示，58%的患眼殘余屈光度<0.25 D，80%患眼殘余屈光度<0.5 D。因此測量角膜后表面的散光度數(shù)，而不是使用人群平均值，基于TCRP測量聯(lián)合術中導航定位Toric IOL準確性高，為患者帶來益處[20]。

一些研究分析了導航系統(tǒng)測量角膜曲率的可重復性、準確性及患者滿意度。VERION導航系統(tǒng)測量K值、陡峭軸位和WTW距離可重復性高(0.919～0.997)[21]。研究[22-23]表明VERION導航系統(tǒng)與幾種常用的生物測量儀器：Tonoref Ⅱ自動屈光測量儀、IOL Master 500、Lenstar LS900、AL-Scan光學生物測量儀、 Pentacam和OPD Scan Ⅲ 波前像差分析儀相比，檢查時間、角膜曲率和散光的測量結(jié)果均無顯著差異，患者滿意度高。Asena等[24]則發(fā)現(xiàn)，VERION導航系統(tǒng)與Zeiss IOLMaster 500和Topcon KR-8900自動驗光儀(AKR) 測量角膜曲率和散光的結(jié)果存在差異，在臨床應用時需要關注。

5.2 存在的問題 手術導航系統(tǒng)亦存在一些問題需要進一步完善和發(fā)展。①手術操作步驟增多及時間延長，術前測量時間延長，最好在不散瞳情況下測量，術中需注視配合。②許多復雜性白內(nèi)障手術，如存在小瞼裂、固視障礙、角膜病變、結(jié)膜充血水腫等，測量困難或誤差大，無法進行血管識別及導航定位。③若發(fā)生術中故障，因沒有進行標記，只能暫停手術。④手術費用增加。因此，需選擇合適的患者，合理規(guī)避問題，以取得良好的效果。

6 結(jié)語

在屈光白內(nèi)障手術時代， CALLISTO eye、VERION等手術導航系統(tǒng)提供精、準的多功能平臺，可在白內(nèi)障手術過程中實現(xiàn)持續(xù)、自動、實時的眼位追蹤和導航。術中的無痕標記，提供精準的切口、CCC，提供預期的散光植入軸向，可提高Toric IOL的定位準確性和多焦點IOL的居中性；術中實時測量，可提高角膜屈光術后IOL計算的準確性，實現(xiàn)功能性IOL精確定位導航和個性化屈光手術設計，值得在臨床推廣應用。

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(本文編輯 諸靜英)

Advances in precise position and navigation of functional intraocular lens

LUOYi,LIUXin,LUYi.

DepartmentofOphthalmology,EyeEarNoseThroatHospitalofFudanUniversity,Shanghai200031,China

LUO Yi，Email: yeeluo1106@163.com

In the phacorefractive age, surgical image-guided system provides precise multifunctional platform for cataract surgery. Continuous, automated and real-time eyeball tracking and navigation, and intraoperative marking without a trace could be achieved. Alignment of toric intraocular lens (IOL) and centrality of multifocal IOL were improved. Intraoperative real-time measurement of the operated eye could improve the accuracy of IOL power calculation after keratorefractive surgery. Therefore, precise position of functional IOLs were achieved. CALLISTO eye image-guided system possesses the functons of view superimposed assistance, incision assistant, continuous curvilinear capsulorhex assistant, Z ALIGN-Toric IOL assistant and seamless connection with Forum big data management platform. VERION image-guided system possesses the functions of reference image tracking, surgery planning and navigation. Both image-guided systems have its characteristics and advantages and could help with individualized phacorefractive surgery design. (Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2017,17:105-109)

Functional intraocular lens; Image-guided system；Cataract; Surgery

國家自然科學基金面上項目(81371002)

復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科 上海 200031

羅怡(Email: yeeluo1106@163.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2017.02.008

2016-12-26)