美国海军飞行人员角膜屈光手术文献综述

张 凌，赵 蓉，邹志康，王建昌



中医药研究

·论著·

美国海军飞行人员角膜屈光手术文献综述

张 凌，赵 蓉，邹志康，王建昌

屈光不正；角膜激光屈光手术；军事人员；航空

角膜屈光激光手术(corneal refractive surgery，CRS)对美国海军飞行人员屈光不正矫治发挥了重要作用。目前，CRS已成为改善美国海军航空兵视力的主要技术方法。本文应用美国政府研究报告数据库、PubMed专业文献数据库及美国海军官方网站进行相关性检索，对美国海军飞行人员CRS开展情况进行综述，为我军飞行人员视力选拔标准的修订和现役飞行人员屈光不正的矫治提供文献参考依据。

1 CRS开展情况

1.1 视力标准与戴镜飞行 美国海军与空军均允许需要矫正视力的候选人参加招飞。除生理条件外，美国海军规定飞行学员标准远、近裸眼视力不低于20/40，近视屈光度不超过-1.50 D，远视不超过+3.00 D，散光度数不超过-1.00 D，且使用Goodlite视力检查表，每只眼视力检查表矫正视力达到20/20[1]。飞行人员军官申请人标准屈光限定任何子午线不超过±8.00 D，散光不超过-3.00 D，屈光参差不大于3.50 D[2]。

美军在多项回顾性研究中显示，军事飞行员戴镜发生率随年龄、时间变化明显增长，特别是进入院校培训后的学员，戴镜率逐渐上升[3]。早期海军一项研究显示，在结束飞行训练后美国海军近3/4的飞行学员发生近视[4]。在过去的几十年，美军飞行人员戴镜人数呈明显上升趋势[5]。

由于佩戴框架眼镜带来了飞行作业不便及安全隐患，美军特许飞行人员执行飞行任务时可佩戴角膜接触镜(contact lens， CL)。美国海军有严格的CL管理政策，配戴CL必须符合各类飞行等级要求，并必须佩戴以美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准的硅水凝胶隐形眼镜，且矫正后近视、远视视力均须达到每只眼20/20，并无出现影响安全的其他不适症状，如视力波动，夜间或强光条件下的视觉不适等。要求至少在1个月之前经权威机构检查无眼部并发症。虽然硬性透气性隐形眼镜是允许的，但不提倡使用。禁止佩戴美容和运动有色隐形眼镜(如琥珀色或绿色)，以及角膜塑形镜(ortho-K)。海军特许中规定可以使用硬性和软性隐形眼镜，以及用于圆锥角膜营养不良或基底膜治疗的角膜接触镜[6]。

美国海军还明确规定，除非飞行训练或飞行状态外，尽量缩短佩戴CL时间，软性CL最多连续7 d，硬性透气性CL不得过夜使用，执行飞行任务期间还必须配备一副备用框架眼镜，CL人员每年至少接受1次在指定的眼科中心检查与随访[2]。

海军和海军陆战队人员军事作业环境具有独特的视觉需求，戴镜飞行存在极大的安全隐患。除视物变形及物像缩小等问题外，在海空作业或着陆过程中，框架眼镜易产生水雾造成视物模糊。而长时间佩戴CL会导致视疲劳，眼睛也会因缺氧抵抗力下降，导致视疲劳、干眼症、眼酸痒、异物感、眼分泌物多、烧灼感且视物模糊等症状。另外角膜受损可能造成角膜溃疡、上皮脱落或穿孔的严重后果，使视力下降[7]。为解决上述困扰，改善框架眼镜或隐形眼镜的依赖，美国海军积极探索利用CRS改善飞行人员视力的技术与方法。

1.2 飞行特许 美国海军早期的研究发现，眼镜可能导致空间定位不准确，仅裸眼视力可在舰载飞行训练时能提供准确空间定位，而美国海军飞行员在激光屈光性角膜切削术(photorefractive keratectomy, PRK)术后可以迅速恢复重新学习空间定位的判断能力。

Schallhorn作为把激光视力矫治手术引入军事用途的第一人，首先预见了激光屈光手术在军事上的潜在应用前景。最初的研究是特种作战司令部在三栖特种部队-海豹部队中实施了PRK。2004年1月，美国海军正式批准飞行员PRK特许，之前大量的临床研究已经开展[8]。CRS手术需在指定的美国海军医疗机构，即加州圣地亚哥海军医疗中心、加州彭德尔顿海军医院、华盛顿布雷默顿海军医院、马里兰州贝塞斯达国家海军医疗中心、维吉尼亚朴茨茅斯海军医学中心、北卡罗来纳州北卡罗来纳海军医院及佛罗里达州杰克逊维尔海军医院等，每年接受上万名海军现役人员手术，人数呈递增趋势。这些医院都配备先进的手术设备与仪器(如VISX Star S4 customvue)，圣迭戈医疗中心还配有临床试验准分子激光系统(Carl Zeiss Meditec MEL 80)[9]。

飞行人员屈光不正CRS特许准入技术包括波阵面像差引导、波前像差优化和飞秒激光屈光手术。屈光手术的所有其他形式，或任何视力和角膜的操作或手术，包括放射状角膜切开术，激光角膜热成形术，角膜环眼内镜片及晶状体摘除术，未被特许。

1.3 CRS管理 申请者CRS视力特许规定，术前散瞳后检查，近视不超过-8.00 D，远视不超过+3.00 D(等效球镜/眼)和散光不得超过3.00 D(柱镜/眼)。屈光参差不应超过3.50 D(等效球镜/眼)。术后眼高阶像差不得大于0.7 μm(Hartmann-Shack像差计-aberrometer)，使用指定的25%对比图检测最佳矫正，低对比度视力优于或等于0.50 log MAR(log MAR视力)[2,10]。

申请者术后必须通过所有视觉标准检查，如果需要，可佩戴矫正镜达到飞行视力要求。术后需经裂隙灯检查眼附属器及角膜有无上皮剥脱、溃疡、充血、红肿、炎症，晶状体是否混浊、脱位，以及眩光、光晕、瘢痕等。术后管理规定是明确和严格的，PRK受术者近视不超过-6.00 D(等效球镜度数,SE)特许时间为3个月，近视超过-6.00 D需6个月，远视需6个月，准分子激光原位角膜磨镶术(Laer-in situ keratomilevsis, LASIK)特许近视为2周。远视和散光为4周。另需有屈光不正矫正术后的稳定性鉴定依据，能够证明至少相隔1个月两次检查屈光是稳定的，并须接受美国海军航空兵LASIK手术的长期随访研究协议。如果还需要局部用药(环孢素或环孢霉素除外)，应限制飞行。

须经PRK或LASIK手术治疗的I级飞行员手术须在美国海军指定的屈光手术中心之一进行，飞行Ⅱ、Ⅲ类的现役飞行人员手术可在美国国防部指定的PRK、LASIK屈光手术中心进行[2]。

2 CRS术后评估

美国海军高度重视CRS术后的评估和工作能力的评定。多篇文献报道了飞行人员CRS术后工作能力及各种飞行环境下CRS术后视敏度和角膜稳定性的观察研究。经过多年的跟踪研究显示，在经历飞机弹射或高海拔飞行时，CRS术后眼睛遭遇强气流吹袭及高正向加速度暴露后，没有出现异常。CRS使美国海军95%以上的飞行员不用矫正(镜)即可达到远距视力分辨率标准[2]。

2.1 PRK评估 海军需要大量合格飞行学员加入，CRS为候选人群的扩大提供了潜在的可能。Schallhorn等[11]首先报道了30名现役海军及舰艇人员近视-2.00 D(-2.00～-5.50 D)、散光小于1.00 D的PRK术后1年检查结果，结果显示：使用Summit OmniMed准分子激光6.0 mm消融，虽然视力恢复时间长，但所有人员均达到20/20或更好的裸眼视力标准，患者的满意度很高。这项研究也有13%受试者有矫正过度，睫状肌麻痹验光(+0.45)和显然验光(+0.31)，证明需要向下调整消融算法。

Schallhorn等[12]2006年进行了一项具有里程碑意义的研究，以确定PRK术后患者在海军飞行训练中的航空特许问题评估。300名PRK术后学员接受飞行训练，与对照组4000名相对比，发现在飞行训练初级和中级阶段，在飞行能力和学术能力无区别的情况下，PRK术后学员退学率明显低于对照组，没有案例显示PRK术后学员表现差于对照组。这项研究结果促使美国海军政策发生改变，允许学员PRK术后进行飞行训练。

美国海军2000年报道1名32岁的现役中尉飞行人员，双眼PRK术后6个月时，在驾驶反潜巡逻机(S-3B维京)执行舰载着陆训练时意外弹射出机舱后，视力(裸眼视力20/16)检测没有发现异常，因此提供了PRK术后安全性的佐证[13]。1987年和1988年有85名海军飞行员因视力不良停飞，而2000—2005年，785飞行人员(150名飞行驾驶员和635名空勤人员)接受PRK手术，平均术前屈光(-2.97±1.73)D，作为海军飞行员PRK术保留的研究部分。据报道，这些受试者术后平均恢复时间为5.38周，90%飞行员PRK术后6周不用矫正(镜)即获取飞行资格，双眼视力达到20/20或更好。最重要的是，没有影响飞行安全明显的视觉质量反应。87%的飞行员报告在舰载着陆期间有更好的视力,返回飞行状态时间为4周(74%)、8周(94%)、12周(99.7%)。PRK术后主要的并发症是角膜混浊，这些飞行员被暂时停飞，使用类固醇滴剂，最终返回飞行岗位。这些飞行员PRK术后累积飞行48 000 h，着陆次数19 500次以上，未发现明显异常。同时通过对这些飞行人员进行广泛的心理问卷评估屈光手术的安全性、疗效、视力恢复情况、视觉质量以及对海军各兵种职业影响[14]。CRS手术为海军飞行员飞行资格保留，节省了巨大成本。

2.2 LASIK评估 LASIK与PRK相比有视觉恢复快速、痛苦少、类固醇药物用药期较短的突出优点，在提高视觉质量、迅速恢复飞行员作战能力方面非常突出，目前已取代了PRK，并成为今后美国海军改善航空兵视力的主要技术手段[15-17]。飞秒激光治疗屈光不正是一种新技术，是脉宽为飞秒[Femtosecond，毫微微秒，10～(-15)s]级的LASIK，已在美国海军和空军飞行人员中广泛应用[2,18-19]。Schallhorn和Tanzer[20]报道在圣迭戈海军医疗中心，将常规的LASIK(n=841)和PRK(n=1042)，与波前像差引导LASIK(n=238)和PRK(n=292)进行了比较，无论是LASIK还是PRK，使用波前像差引导的屈光手术均能得到更好的预期效果(等效球镜)以及较好的实际效果。另据文献报道，对机械制瓣LASIK(n=197)与波前像差引导的飞秒LASIK(n=199)进行了角膜瓣特性、屈光和视觉效果、波前畸变以及主观感觉进行对照比较，显著的统计学结果是：早期存在异物感和畏光现象，但视觉能快速恢复，对比敏感度改善以及视觉质量提高[21-22]。术后1周，有77%的飞秒激光术后者裸眼视力至少达到20/16，相比之下，只有58%机械制瓣LASIK术后者达到同样效果，此研究有助于LASIK成为美军人员(包括美空军飞行人员)的医学特许规程之一。

Larys等[16]采用双盲法对25名受试者50只眼在LASIK术前1周与术后4周进行25 000 ft缺氧和相对低湿度环境测试，评估视觉与屈光的变化。结果显示在高海拔环境中显然验光、裸眼视力、矫正视力及对比敏感度等指标，LASIK术前/后无明显改变。Schallhorn等[17]报道比较中度近视在波前像差引导LASIK(wLASIK)和常规LASIK(cLASIK)术前/后夜间模拟视觉性能变化。59名术前屈光在-4.50 D和-6.00 D等效球(MSE)之间的受试者进行了夜间模拟驾驶(NDS)分组测试。38名LASIK手术6个月前后cLASIK (62只眼，平均-5.46 D)和21名wLASIK (36只眼, -5.20 D)，分别进行了单眼有无眩光的障碍区道路识别，结果显示wLASIK结合飞秒激光制瓣夜间驾驶视觉性能明显优于cLASIK。

Tanzer等[23]于2011年报道了300名飞行人员(100名飞行驾驶员和200名机组人员)548只眼近视、60只眼混合散光、25只眼远视LASIK治疗效果，分别评估术后1 d、1～2周、1～3个月后屈光情况。所有飞行员行飞秒激光和波前像差引导LASIK或波前像差优化角膜成形术。术前和术后1～3个月进行问卷调查的结果：近视患者术后2周即可达标恢复飞行，远视和混合散光患者术后4周即可恢复飞行。此报道中的治疗范围从+3.4～-7.6 D等效球镜度数。在视力恢复方面，LASIK术后2周，近视矫正后裸眼视力100%达到20/20或更好，96%达到20/16或更好，74%达到20/12.5或更好。远视和混合散光98%达到20/20或更好，85%达到20/16或更好，58%达到20/12.5或更好。术后视力比最佳矫正视力(BCVA)提高了1行以上的，近视为35%，远视和混合散光为30%；而术后视力比BCVA降低1行的，近视仅为1%，远视和混合散光仅为4%。95%的近视和80%的远视和混合散光4周后视力比LASIK术前获得了好的或更好的裸眼视力。术后1周和3个月平均等效球镜度数MSE波动为0.1 D，显示了稳定的屈光效果。在主观感受方面，术后95.9%的人认为效果显著，99.6%的人愿意推荐给需要治疗的其他海军飞行人员[24]。Miles等[25]报道LASIK与PRK治疗后飞行训练能力的初步评估与对照研究，认为两种CRS术后对飞行人员的飞行能力是相同的。CRS的先进性还包括提供了激光角膜矫正精确度像差测量，促进恢复的药物疗法以及治疗复杂屈光不正的各种先进方法，这些先进技术具有使作战人员获得“超级视力”的潜能[26]。另美国空军Reilly和Panday[27]报道293名人员施行了双眼飞秒激光制瓣LASIK，术后短期和中期效果很好，异常率很低。Aaron等[28]报道通过模拟航空作业环境评估LASIK视觉和屈光稳定性，对空军飞行员12名24只眼LASIK术后1个月高/低对比度视力、角膜曲率、屈光度检测，结果显示在低压舱试验35 000 ft高度、暴露时间不超过30 min的条件下，LASIK术后的受试者视觉功能没有明显异常。

美国海军对飞行人员屈光不正矫治进行了长时间、大样本的研究，通过对CRS术后视力及其稳定性评估和高海拔、缺氧等极端条件下角膜瓣稳定性的验证，确立了CRS在飞行人员屈光不正矫治中的主导地位，对其战斗力保障产生了重大影响。LASIK手术以及波前像差引导、波前像差优化、飞秒激光等技术的应用，提供了更完美的视力矫正效果，能使飞行人员更快地恢复飞行状态，并将继续成为改善美国海军航空兵视力的主要方法。在美军带动下，北约组织12个成员国对军事飞行员实行了CRS准入政策[29]，印度空军规定LASIK术后候选人可参加运输机和直升机招飞[30]，新加坡共和国空军特许CRS术后的年轻亚裔学生进入飞行员行列[31]。美国海军的成功经验为我军飞行人员视力选拔标准的修订和现役飞行人员屈光不正的矫治提供了重要的参考依据。

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全军后勤科研“十二五”重大项目(AKJ11J004)

100142 北京，空军总医院信息科(张凌)，眼科(赵蓉)，医务部(邹志康)，全军临床航空医学中心(王建昌)

王建昌,E-mail:kzdw66@sohu.com

R778.1；R85

A

2095-140X(2015)06-0105-05

10.3969/j.issn.2095-140X.2015.06.028

2015-01-28 修回时间：2015-02-28)