LASIK/PRK术后人工晶状体度数计算的研究进展

李鸿钰，李 军，宋 慧

0引言

随着屈光不正患者数量的增加，越来越多的人选择角膜屈光手术。尤其是早期选择准分子激光原位角膜磨镶术(laserinsitukeratomileusis，LASIK)或者准分子角膜切削术(photo refractive keratectomy，PRK)的患者，随着年龄的增长，如今也面临着白内障手术。用常规方法计算LASIK/PRK术后患者人工晶状体(intraocular lens，IOL)度数的准确性往往较普通患者低，甚至出现严重的屈光误差，需要置换人工晶状体才能解决。本文就角膜LASIK/PRK术后IOL度数计算的误差来源、最新计算方法及公式做一总结，目的在于提高角膜屈光手术后IOL度数计算的准确性，为临床眼科医师提供更多的选择。

1 LASIK/PRK术后IOL度数计算的误差来源

1.1角膜屈光力计算误差传统角膜地形图及非接触式光学相干生物测量仪(IOL Master)采用经典高斯公式F=(n-1)/r计算角膜屈光力，该薄透镜公式基于屈光指数n=1.3375，角膜后前曲率半径比值(B/F Ratio)为0.82这一假设，而这一假设在LASIK/PRK术后患者的角膜屈光力计算中并不适用。准分子激光都是切削角膜前表面, 而角膜后表面变化不大[1]，在近视LASIK/PRK术后, 角膜前表面中央区被切削而扁平化，导致B/F Ratio值变小；对于远视患者，角膜前表面周边组织被切削，导致中央角膜变陡峭，B/F Ratio值变大。由于B/F Ratio不再是固定值0.82，因而使用n=1.3375计算出的角膜屈光力是不准确的。

1.2角膜半径测量误差常规角膜曲率计及角膜地形图将角膜前表面2.5～3.2mm环上的中心旁区得到的模拟角膜计度数(SimK)当作角膜中心区的曲率[2]。近视准分子激光术后患者的屈光改变主要发生在角膜中央区，大量研究证明准分子激光术后患者的中心角膜曲率更能反映其真实的屈光改变，并建议采用中心角膜曲率来计算这部分患者的角膜曲率[3]。若患者为偏中心切削或者光学区等于或者大于6mm时，半径误差可忽略不计，否则应采用角膜中心区的真实角膜曲率来计算角膜屈光力[4]。

1.3计算公式选择误差第三代理论公式(Holladay 2、SRK/T、Hoffer Q)在LASIK/PRK术后患者IOL度数计算中并不受欢迎的原因主要在于对有效晶状体位置(effective lens position，ELP)的预测不准确。根据ELP计算公式可知，ELP值1mm的偏差，将导致IOL度数1.5D的偏差。近视准分子激光术后，角膜屈光力被高估，导致低估ELP；在远视准分子激光术后，角膜屈光力被低估，导致高估ELP。

1.4其他假说除以上公认原因外，近些年也提出了其他假说，认为角膜前表面非球面性(Q值)也会影响LASIK/PRK术后患者IOL计算的精确性。Savini等[5]发现负值更大的Q值与术后近视屈光误差成正比，而正值更大的Q值与术后远视屈光误差正相关。Norrby[6]报道的角膜Q值对IOL度数计算的影响因素占2.52%，远小于角膜屈光力及ELP对IOL度数计算的影响。另外，角膜的不稳定性也会影响IOL度数计算[7]：角膜屈光术后胶原纤维排列发生变化是主要原因，同时白内障术后早期部分患者可能会存在角膜水肿，导致中央区曲率减少，尽管这种变化绝大部分是可逆的，但也有少部分是不可逆的，从而使角膜后表面曲率发生变化，进而导致IOL度数出现误差。

2利用LASIK/PRK术前数据计算IOL度数

2.1常用计算方法(1)临床历史数据法(clinical history method，CHM)[8]：临床历史数据法是最早提出的计算角膜屈光术后IOL度数的方法，曾为屈光术后患者IOL度数计算的金标准[9]，该方法是指用屈光术前K值减去手术引起的屈光改变得到术后的矫正角膜K值，再带入公式计算IOL度数。由于患者屈光术前数据的丢失和不准确性，越来越多的人提出用临床历史数据法来计算屈光术后患者的IOL度数是不准确的[10-11]；(2)“Double K”法[12]：Aramberri指出用屈光术后的角膜K值来确定ELP是有缺陷的，ACD不会因为屈光手术而改变，于是他提出了“Double K”法。第一个K值是指角膜屈光术前K值，用于计算ELP；另一个是指屈光术后测量的稳定K值，用于计算IOL度数。“Double K”法至今仍然受到大家的喜爱，可以通过不同回归公式得到的K值带入不同公式，提高LASIK/PRK术后患者IOL度数计算的准确性[11](我们统计了近年来不同文献中“Double K”法计算LASIK/PRK术后IOL度数的准确性结果，见图1)；(3)Barrett true-k公式：该公式是根据Barrett Universal Ⅱ[13]推演得到的，目前可以在亚太白内障和屈光外科医师协会 (APARCS)网站上使用该公式。虽然至今未公开Barrett true-k公式，但是其精确性得到大家的认可[11,14]，被认为是角膜屈光术后IOL计算最准确的公式之一。

2.2不常用计算方法(1)“Masket”法[15]：Masket等认为单靠屈光术后的测量数据来计算IOL的度数是不准确的，通过相关分析得出了IOL度数计算的矫正公式：IOL矫正量=RC×-0.326+0.101(RC是屈光手术矫正的屈光量)；(2)“Savini”法[16]：根据经典高斯公式F=(n-1)/r得出n=rF+1，Savini经过相关分析发现npost与RC正相关：npost= 1.338+ 0.0009856×RC(P<0.0001,r=0.9581,r2=0.9170，npost是屈光术后角膜n值)，其报道的98例近视LASIK/PRK术后患者的白内障术后的屈光误差均在-0.5～-0.75D；(3)其他方法：主要包括角膜总屈光力法[17]、Awwads[18]和Diehl-Miller-Date公式[19]等，这些方法将屈光术前的角膜K值及角膜切削的屈光改变量引入回归公式中计算IOL度数，同时也可以将得到的角膜屈光力代入传统三代理论公式联合“Double K”法，实践证明也得到与以上方法得到的相近结果。

图1 不同文献报道的Double K法预测屈光术后患者IOL度数准确性结果比较。

3利用LASIK/PRK术后数据计算IOL度数

通常患者角膜屈光术前的数据是不可用或者不可靠的。研究表明，不使用屈光术前数据与使用这些数据比较均能得到更好的结果[20]。科学家们通过研究得出了许多经验公式来推测屈光术前的角膜数据或者通过更精确的测量仪器正确测量屈光术后的实际角膜屈光力来计算IOL度数，事实证明获得了更好的效果。我们统计了以上源文献中IOL度数计算准确性结果，见表1。

表1 不同公式计算LASIK/PRK术后患者IOL度数准确性总结

图2 不同文献报道的Haigis-L公式预测屈光术后患者IOL度数的准确性结果比较。

3.2不常用计算方法(1)Shammas-PL公式：常规白内障手术患者采用三代理论公式来计算IOL度数，依靠角膜屈光力预测ELP，LASIK/PRK术后患者的角膜屈光力发生改变，导致ELP预测错误。Shammas等[24]将IOL的特定A常数代入到屈光术后ACD的校正公式中来避免ELP预测误差，并命名为C值：C=ACDp=0.5835×A-64.4；Kcorr=1.14Kpost-6.8[25](其中A为IOL的特征性常数，与IOL类型有关；Kcorr为矫正角膜曲率，用于IOL度数计算；Kpost为屈光术后测量所得角膜曲率)。Helaly等[26]在使用不同仪器测量得到的不同角膜曲率用于计算IOL度数时发现，Shammas-PL公式结合光学相干生物测量仪(IOL Master)中的陡峭轴K值让93.3%屈光术后患者的屈光误差在±1.0D之内；(2)白内障术中生物测量：Ianchulev等[27]第一次提出在晶状体摘除后对无晶状体眼进行生物测量，根据术中测量数据得到IOL度数，减少或消除角膜曲率或眼轴测量误差带来的影响。该公式基于红光反射原理，考虑整个屈光介质包括房水和玻璃体的影响，从视网膜上反射光中获得光学测量的结果，而不依靠屈光术前的数据和角膜屈光力。在对246眼采用术中生物测量方法计算IOL度数时，发现67%的患者屈光误差在±0.5D，94%在±1.0D，其准确性明显优于Haigis-L公式和Shammas-PL公式。该计算方法在其他文献报道中也有良好结果[28-29]；(3)OCT公式[30]：采用眼前节OCT测量仪器，真实反映角膜前后表面半径及角膜厚度值并根据高斯厚透镜公式计算得到净角膜屈光力(net corneal power，NCP)。由于前节OCT无法测量AL和ACD，因此运用IOL Master的AL和ACD估计ELP。再根据回归公式将NCP转换为角膜有效屈光力(corneal effective power，CEP)：CEP=1.0208×NCP-1.6622。大量研究表面OCT公式计算屈光术后患者IOL度数的准确性与Haigis-L及Barrett true-k相当[11,29,31]。其缺点在于由于八维扫描模式导致外周角膜采样不足，只能在近轴范围进行光线跟踪；(4)其他方法：除了以上列出的公式和方法外，还有很多类似的回归公式，包括改良“Double K”法[32-33]、Maloney[34]多种方法，但是大部分为小样本研究，缺少相应的临床试验验证。

3.3最新计算方法(1)Hill Potvin Shammas公式[35]：根据Snell定律可知，当光波从一种介质传播到另一种不同介质时会发生折射现象。Pentacam通过Scheimflug image摄像和Placido技术可以追踪光线从空气到角膜、房水、晶状体表面和玻璃体到达视网膜的路线，直接测量角膜中心曲率，真实反映LASIK/PRK术后角膜总屈光力改变，并且不受表面泪膜的影响[36-37]，避免了半径误差和ELP误差。Ray tracing原理表明，与现有的校正公式相比，这种方法提供更准确、可重现的结果[38]。在此基础上，Hill和Potvin将Pentacam所测的不同角膜K值带入不同公式进行计算，共组合了26种计算IOL的方法，比较发现使用以角膜顶点为中心4mm区域的真实净屈光力(TNPapex)带入Shammas公式计算的IOL度数相比于其他方法更有优越性；(2)Olsen T公式[39]：它是基于精确光线追踪原理的IOL计算公式，考虑了角膜前后表面曲率、Q值以及总球差等因素。其优势在于使用范围非常广，且精度高，适合任意类型眼的IOL度数计算，包括长眼轴、短眼轴以及非正常眼，如角膜屈光术后眼、圆锥角膜和角膜移植术后眼等。其独特的C常数可进行无偏差的ELP预估，因其不依赖于传统的角膜曲率和AL来进行ELP预测：IOLc=ACDpre+C×LTpre(IOLc是指人工晶状体中心位置，ACDpre是术前前房深度，LTpre是术前晶状体厚度)，C常数是针对特定IOL类型和设计计算出来的，并且在常规白内障摘除和囊袋内IOL植入患者才有意义。近年来多篇文献均有报道Olsen T公式在IOL度数计算中的优异表现[40]。

4小结

近些年来，人工晶状体度数计算方法的更新让55%以上的常规白内障患者术后屈光误差在±0.5D内[41-42]，但是LASIK/PRK术后患者的IOL度数计算却一直是一大难题。减少角膜屈光力计算误差、半径误差及公式误差有助于提高LASIK/PRK术后IOL计算的准确性。常规测量仪器不能正确反映屈光术后角膜真实屈光力，三代理论公式不能正确预测有效晶状体位置。眼前节分析仪(Pentacam)及前节光学相干扫描仪(OCT)的应用为临床医师提供更多的选择，我们认为采用Pentacam全面评估LASIK/PRK术后患者角膜前后表面曲率的真实变化可以提高IOL度数计算的精确性。中国至今没有计算LASIK/PRK术后患者IOL度数的公认标准，采取多种测量仪器和多种计算方法得出的平均IOL度数也许是最稳妥的方法。