矢量分析法比较SMILE与波前像差引导的FS-LASIK矫正中高度散光的临床效果

高萌蔓 时钟 马月磊 刘超敏 李向品 董盈盈 侯献琪 郭秀瑾

角膜屈光手术从表层到基质一路发展以来，每个阶段都有不同的进步。其中，波前像差引导的飞秒激光制瓣准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)可针对不同的患者设计个性化手术切削，在减少术眼本身存在的高阶像差的同时可最大程度地控制术源性高阶像差的引入[1]。波前像差引导的FS-LASIK凭借虹膜定位跟踪系统，术中可追踪切削中心并可补偿因体位原因引起的散光轴位的扭转，进而在矫正散光尤其是矫正高度散光中有良好的治疗效果[2]。而飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)与波前像差引导的FS-LASIK相比是一种开启微创时代的新术式，因其切口小、对角膜生物力学的影响少，成为角膜屈光手术医师的研究热点。但是目前相关研究显示[3-4]，SMILE中心定位困难、缺少眼球追踪定位系统，无法控制或补偿眼位旋转，因此散光矫正效果，尤其是中高度散光的矫正效果仍有不足。应用Alpins矢量分析法可综合考虑屈光度及散光轴向的变化，能更加全面客观地了解角膜屈光手术矫正散光的治疗效果以及术后散光的变化规律。本研究主要通过分析屈光术后Aplins矢量分析的相关指标，探究角膜标记的SMILE是否与具有虹膜定位技术的波前像差引导的FS-LASIK在矫正中高度散光方面同样安全、有效、准确，以及通过比较角膜标记与未角膜标记的SMILE，来探讨角膜标记法是否提高了手术的精确性及改善了术后视觉质量。

1 资料与方法

1．1 一般资料采用前瞻性非随机对照研究。选择2018年12月至2019年10月于我院近视激光治疗中心行SMILE及波前像差引导的FS-LASIK的中高度近视散光患者(球镜≥-1．0 D、柱镜≥-1．5 D)41例(82眼)，按照手术方式分为三组：角膜标记的SMILE组17例(34眼)，其中男6例、女11例，年龄18～28(20．2±3．3)岁；未角膜标记的SMILE组12例(24眼)，其中男7例、女5例，年龄18～30(21．4±5．5)岁；波前像差引导的FS-LASIK组12例(24眼)，其中男9例、女3例，年龄18～27(20．2±3．4)岁。3组之间眼别、年龄、眼数差异均无统计学意义(均为P>0．05)。

纳入标准：(1)年龄满18周岁以上，屈光状态稳定2 a以上；(2)球镜度数：-1．00～-10．00 D，柱镜度数：-1．50～-5．00 D，术前最佳矫正视力0．8以上；(3)停戴软性角膜接触镜2周以上、硬性角膜接触镜4周以上；(4)预测术后角膜残余基质厚度>280 μm；(5)眼压为10～21 mmHg(1 kPa=7．5 mmHg)。排除亚临床圆锥角膜、圆锥角膜、中重度角膜云翳或斑翳等眼部疾患，排除糖尿病、瘢痕体质、抑郁症、免疫性及结缔组织病等。

1．2 检查方法所有患者术前及术后均进行视力、非接触式眼压、裂隙灯显微镜、散瞳验光、角膜地形图、角膜厚度等检查。

1．3 手术方法全部手术均由经验丰富的同一术者完成。术前嘱患者常规滴3 g·L-1加替沙星滴眼液围手术期预防感染，术前用4 g·L-1盐酸丙美卡因滴眼液行表面麻醉，常规用温生理盐水冲洗结膜囊，并用5 g·L-1安尔碘消毒术眼周围皮肤3遍。

角膜标记的SMILE组手术方法：常规消毒后患者坐位于裂隙灯下，将裂隙灯光带调整至水平位置(0～180°)，光带通过角膜瞳孔中心位置，用无菌角膜标记笔于角膜缘与瞳孔缘的中心位置0°和180°各标记一点，利用VisuMax飞秒激光系统(德国Carl Zeiss)制作角膜帽和基质透镜，参数设置：角膜帽厚120 μm，角膜帽直径7 mm，微透镜直径6．0～6．5 mm，边切2 mm的切口。患者角膜标记结束后平躺于手术台，再次表面麻醉后根据同轴角膜映照法，将绿色注视闪光灯调至角膜反光点，逐渐接触角膜至80%，启动负压，旋转负压环使眼球跟随旋转直至标记点连线与刻度盘水平线平行，飞秒激光扫描，扫描后将透镜从切口中取出。

未角膜标记组SMILE手术方法：常规消毒后未进行角膜标记，余手术参数和手术步骤同角膜标记的SMILE组。

波前像差引导的FS-LASIK组手术方法：采用Intralase iFS150飞秒激光制作角膜瓣，参数设置为角膜瓣直径9．0 mm，角膜瓣厚100 μm，在角膜瓣制作成功并掀起后用VISX STAR S4准分子激光行角膜基质层切削，有效切削区直径6．0～6．5 mm，切削后用平衡盐溶液适度冲洗角膜基质床，角膜瓣复位完成手术。

术后局部应用抗生素滴眼液以及低浓度的激素滴眼液，并视患者角膜情况酌情使用抗干眼、缓解视疲劳滴眼液。

1．4 散光的评估指标及计算方法将左眼术前及术后的散光轴镜像翻转。采用Aplins法分析术前术后散光的矢量变化并利用VECTrAK(澳大利亚ASSORT公司)软件进行矢量指标的计算：(1)目标矫正散光量(target induced astigmatism，TIA)：手术需要矫正的散光部分，即术前散光。手术矫正散光量(surgically induced astigmatism,SIA)：手术中实际矫正的散光部分。(2)差异矢量(difference vector,DV)：手术未矫正的散光，即SIA与TIA的矢量差异。(3)矫正指数(correction index,CI)：SIA与TIA的比值，当CI=1 时，表示全矫；CI<1 时，表示欠矫；CI>1 时，表示过矫。成功指数(index of success,IOS)：DV与TIA的比值，当IOS=0 时，说明手术实际矫正的散光与预期矫正的散光一致。误差角度(angle of error，AofE)：是指SIA与TIA之间的轴向角度的矢量偏差，当AofE = 0时，表示两者的方向一致；当AofE>0表示SIA相对TIA逆时针偏转。当AofE<0时，表示SIA相对TIA顺时针偏转。变平指数(flattening index，FI)：在预期矫正的散光方向上手术实际矫正的散光大小与预期矫正散光大小的比值。

2 结果

2．1 三组术前视力及屈光度的比较

2．1．1 术前视力及屈光度的比较角膜标记的SMILE组术前裸眼视力(UCVA)为(0．909±0．320)logMAR，球镜度为(-4．30±0．79)D，柱镜度为(-2．03±0．41)D，等效球镜度为(-5．15±1．22)D。未角膜标记的SMILE组术前UCVA为(0．990±0．196)logMAR，球镜度为(-4．38±1．04) D，柱镜度为(-1．84±0．35) D，等效球镜度为(-5．26±1．02) D。波前像差引导的FS-LASIK组术前UCVA为(0．992±0．280)logMAR，球镜度为(-4．71±0．84)D，柱镜度为(-2．11±0．51)D，等效球镜度为(-5．30±0．92)D，术前视力、球镜度数、柱镜度数及等效球镜度数三组间两两对比差异均无统计学意义(均为P>0．05)。

2．1．2 术后3个月三组视力及屈光度比较术后3个月角膜标记的SMILE组UCVA为-0．040±0．020)logMAR，未角膜标记的SMILE组UCVA为(-0．062±0．043)logMAR，波前像差引导的FS-LASIK组为(-0．054±0．038)logMAR，三组间UCVA两两对比差异均无统计学意义(均为P>0．05)。

术后3个月角膜标记的SMILE组等效球镜度为(-0．02±0．51)D，未角膜标记的SMILE组为(-0．07±0．38)D，波前像差引导的FS-LASIK组为(-0．06±0．48)D，三组间等效球镜度两两对比差异均无统计学意义(均为P>0．05)。

术后3个月角膜标记的SMILE组残余散光度为(-0．06±0．35)D，未角膜标记的SMILE组为(-0．07±0．44)D，波前像差引导的FS-LASIK组为(-0．25±0．56)D，三组间两两对比差异均无统计学意义(均为P>0．05)。

2.1.3 球镜度、柱镜度矫正效果的预测性术后3个月角膜标记的SMILE组球镜度：Y=0．95X+0．40，柱镜度：Y=0．98X-0．02；术后3个月时未角膜标记的SMILE组球镜度：Y=0．86X+0．85，柱镜度：Y=0．85X+0．11；术后3个月时波前像差引导的FS-LASIK组球镜度：Y=0．96X+0．42，柱镜度：Y=0．80X+0．21。三组均具有较好的预测性，其中3组对柱镜度的矫正均呈欠矫趋势，角膜标记的SMILE组欠矫程度最小，可预测性高于未角膜标记的SMILE组和波前像差引导的FS-LASIK组。

2．2 三组术后3个月散光矫正评价指标的比较角膜标记的SMILE组平均TIA为2．03 D×92°，平均SIA为1．79 D×94°，平均DV为0．28 D×44°；未角膜标记的SMILE组平均TIA为1．85 D×89°，平均SIA为1．70 D×91°，平均DV为0．38 D×57°；波前像差引导的FS-LASIK组平均TIA为2．11 D×95°，平均SIA为1．87 D×93°，平均DV为0．47 D×80°。三组平均SIA均小于TIA，提示三组矫正散光均欠矫。三组之间两两对比发现，术后DV差异无统计学意义(P>0．05)。

角膜标记的SMILE组AofE为1．39±3．03，未角膜标记的SMILE组为2．24±4．13，波前像差引导的FS-LASIK组为-1．81±4．88。未角膜标记的SMILE组AofE大于角膜标记的SMILE组、波前像差引导的FS-LASIK组，差异均有统计学意义(均为P<0．05)；而角膜标记的SMILE组、波前像差引导的FS-LASIK组术后3个月误差角度绝对值(|AofE|)差异无统计学意义(P>0．05)。

角膜标记的SMILE组的CI、IOS、FI分别为0．97±0．14、0．19±0．23、2．06±2．60，未角膜标记的SMILE组分别为0．96±0．17、0．21±0．10、3．52±3．02，波前像差引导的FS-LASIK组分别为0．89±0．20、0．22±0．16、3．31±3．94。三组术后CI均小于1，提示三组手术方式矫正散光均呈欠矫趋势。三组之间术后CI、IOS、FI的两两比较，差异均无统计学意义(均为P>0．05)。角膜标记的SMILE组的术后CI、FI最接近于1，IOS最小。

相关分析表明：IOS与|AofE|、DV与|AofE|均存在明显正相关，角膜标记的SMILE组中相关系数分别为0．780、0．597，未角膜标记的SMILE组中相关系数分别为0．726、0．700，波前像差引导的FS-LASIK组中相关系数分别为0．701、0．771。

3 讨论

随着时代的快速发展，人们对屈光手术的术后效果要求也越来越高，并不单单只是局限于视力的提高，更要求完美的视觉质量。其中，散光是影响术后视觉质量的重要因素，但散光的矫正成为屈光手术的一大难点，主要是因为散光是一个二维变量，其对手术矫正效果的影响不仅取决于手术前后散光大小的变化，还与手术前后散光轴向的变化有关，并且当散光轴扭转大于2°且未矫正时[5]，将影响散光的矫正效果，并可产生明显的像差[6]。因此，眼球旋转的检查以及准确的散光轴向的定位是确保术后视觉质量的关键因素。本研究主要是对角膜标记、未标记的SMILE以及波前像差引导的FS-LASIK术后的指标，尤其是散光的评估指标进行组间比较，从矢量分析的角度比较三组手术方式在矫正中高度散光的治疗效果。

本研究中三组术后均达到较好的UCVA，说明三组手术方法矫正近视散光是有效的，术后3个月各时间点球镜度、柱镜度及等效球镜度差异均无统计学意义，表明角膜标记与未角膜标记的SMILE、波前像差引导的FS-LASIK在矫正近视散光中具有相同的有效性、安全性及稳定性，但也发现，角膜标记的SMILE组术后残余散光要小于其他两组，说明角膜标记的SMILE组稍有优势。

本研究中IOS与|AofE|、DV与|AofE|均存在明显正相关，说明散光的欠矫程度与散光轴向扭转的误差有关。有研究指出[7]：当人从直立位变成仰卧位时，眼球的扭转误差每只眼睛的平均旋角约为2°，并且最大旋转误差可达9．5°。在Swami等[8]的一项研究中240眼中20眼在LASIK期间的扭转错位大于10°。Smith等[9]发现，在接受评估的50眼中，25%眼的散光轴位变化为7°～13°。这意味着1/4眼会有明显的扭转误差。而影响散光轴位偏差的因素除了患者由坐位变成仰卧位时眼球自身的旋转外，还有术中患者的头位位置以及瞳孔中心的移位等因素[10-11]。本研究发现，大部分患者的标记点常常在目镜中水平线上下，说明患者仰卧位时常伴有下颌内收或上抬，另外可能还受Kappa角的影响，因此调整头位并同时参考Kappa角的位置极其重要。Yang等[10]研究结果显示：术中因照明亮度引起瞳孔缩小，致瞳孔中心向鼻侧移动(0．13±0．07)mm。当这些因素引起散光轴向偏转5°时，其矫正效果下降1．5%，轴向偏转15°，矫正效果下降13．4%，轴向偏转30°，矫正效果下降一半[12]。故散光轴的定位对于散光的矫正是一个关键环节。Shen等[13]通过应用矢量分析对角膜缘标记与波前像差引导及虹膜定位的LASIK矫正近视散光术后的临床对比研究发现，角膜缘标记与波前像差引导及虹膜定位的LASIK是同样安全有效的。Ganesh等[14]研究表明，SMILE术前行角膜缘标记在矫正高度散光时是一种安全有效的方法。王博源等[15]研究发现，角膜缘标记组相对于未角膜缘标记组，可以降低散光轴向的扭转误差，获得较好的术后效果。本研究的结果显示，未角膜标记的SMILE组术后|AofE|大于角膜标记的SMILE组、波前像差引导的FS-LASIK组，差异均有统计学意义。而角膜标记的SMILE组、波前像差引导的FS-LASIK组术后3个月|AofE|差异无统计学意义。说明术前对SMILE进行角膜标记在控制轴向误差方面与具有虹膜定位技术的波前像差引导的FS-LASIK同样有效，两者均比未角膜标记的SMILE矫正中高度散光更具有精确性。与王博源[15]研究结果不同的是，本研究中角膜标记与角膜未标记的SMILE组术后CI差异无统计学意义，考虑原因为两点：(1)本研究的样本数量相对较小，对比差异程度不明显；(2)当术前散光度数较大时，发生角度误差的大小及程度小于术前低度散光[16]。本研究中角膜标记的SMILE组与未角膜标记的SMILE组术前散光(-2．03±0．41)D、(-1．84±0．35)D均大，故推测术后CI在本研究中未显现出来。但通过比较两组术后CI发现，角膜标记的SMILE组术后CI(0．97±0．14)大于未角膜标记的SMILE组(0．92±0．17)。CI越高代表实际矫正的散光量越多，CI若为1时代表在预期散光轴向上散光达到全矫。本研究中三组术后CI、FI均接近于1，说明3种术式均能较好地矫正散光，三组间差异无统计学意义，但角膜标记的SMILE组术后CI、FI最接近于1，优于其他两种手术方式。与上述研究相比本研究的优势在于，对角膜标记的SMILE组、未角膜标记的SMILE组和波前像差引导的FS-LASIK组进行对比，可更加全面客观地分析角膜标记法用于定位散光轴位的术后效果，明确显示角膜标记法可提高SMILE矫正中高度散光的精确性。

本研究矢量分析还发现角膜标记与未角膜标记的SMILE组实际矫正方向较预期矫正方向产生了逆时针转位，而波前像差引导的FS-LASIK组实际矫正方向较预期矫正方向产生了顺时针转位，这与张佳媚[17]研究结果一致，考虑为两种手术方式固定激光扫描区的原理不同所导致的，SMILE中因负压吸引，锥镜直接接触角膜，扫描区相对固定。而波前像差引导的FS-LASIK虽有虹膜追踪技术，但治疗台与角膜有一定的距离，患者术眼仍存在部分移动。除了散光的轴向扭转影响散光矫正效果外，还有术前散光度数。本研究结果显示，三种术式矫正中高度散光呈欠矫趋势。有研究结果表明[18-19]，随着术前散光程度的增加，手术矫正的效果逐渐呈欠矫趋势。因此对于中高度散光的矫正，手术医师应全面分析患者个人数据，术前合理调整手术参数，如适当增加散光的矫正度数，术中尽可能减少散光轴向的误差，以降低术后残余散光，提高术后视觉质量。

本研究不足之处在于样本量小，选取高度散光度数的人数较少，无法全面分析术后参数的相互比较以及组间差异。另一个不足在于角膜标记法为人工标记，存在一定的缺陷，如角膜标记点过厚、模糊等，Igarashi等[20]通过眼前节图像功能的角膜地形图评估角膜缘标记线的准确性，结果发现角膜缘标记线与水平参考线之间的角度误差为3．4°±2．2°。本研究标记时并未标记于角膜缘位置，而是在瞳孔缘与角膜缘中点的3点钟位和9点钟位进行标记，与角膜缘标记点相比距离瞳孔中心的位置相对更近，可提高标记的精准度。

综上所述，角膜标记及未角膜标记的SMILE和波前像差引导的FS-LASIK矫正中高度散光均具有安全性、有效性，角膜标记的SMILE和波前像差引导的FS-LASIK比未角膜标记的SMILE在控制散光轴向误差方面的准确性更好，可提高散光的矫正效果。