角膜交联手术前后圆锥角膜患者眼压和角膜生物力学参数的变化及其相关性△

魏升升 李勇 张耀花 蔡艳 杜婧 高金荣 刘建国 李娟 李晶

圆锥角膜是一种以角膜扩张为特征，患者角膜中央部向前凸出呈锥形，并出现高度不规则近视散光和不同程度视力损害的进行性角膜变性疾病[1-2]。圆锥角膜的硬度和弹性明显低于正常角膜。角膜交联手术利用核黄素作为光敏剂配合紫外光照射，在角膜组织中引发光化学反应，增加胶原纤维之间的蛋白连接，改善角膜基质的硬度和强度，起到阻止圆锥角膜病变进展的作用。然而，角膜硬度和强度是影响非接触式眼压测量的重要因素。以往对圆锥角膜和角膜交联手术的报道主要针对术后视力、角膜形态、角膜生物力学参数等方面[3-4]，对患者术前术后眼压的探讨相对较少。本研究采用快速跨上皮角膜交联手术对进展期圆锥角膜患者进行治疗，分析手术前后患者眼压与角膜生物力学参数的变化及其相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2017年11月至2018年10月在西安市人民医院(西安市第四医院)眼屈光中心就诊并确诊为进展期圆锥角膜患者68例(79眼)，其中男31例(37眼)，女37例(42眼)；患者年龄16～32(23.2±5.7)岁，角膜前表面曲率(Km)为(49.54±4.67)D，角膜中央厚度为(449.17±32.60)μm；所有患者均排除其他眼部疾病，既往无眼部手术史及眼外伤史。所有治疗眼均行快速跨上皮角膜交联手术进行治疗。本研究经西安市人民医院(西安市第四医院)伦理委员会论证，符合医学伦理学有关标准和要求，所有手术患者术前均知情并签署知情同意书。

1.2 患者纳入标准和排除标准临床进展期圆锥角膜患者的纳入标准为：(1)患者有近视、散光病史，视力下降，最佳矫正视力<1.0；(2)裂隙灯检查发现，患者角膜基质变薄，角膜呈锥状向前膨隆，出现Fleischer环、Vogt线；(3)角膜地形图检查显示，角膜前表面中央屈光力>47.00 D，角膜中心下方3 mm处与上方3 mm处屈光力差值>3.00 D。排除标准：(1)患者角膜最薄点厚度低于角膜交联手术的安全阈值(400 μm)；(2)眼部存在活动性感染；(3)角膜出现明显的瘢痕或混浊；(4)合并严重的眼表疾病和全身免疫性疾病。

1.3 眼科检查所有患者均行常规眼科检查，包括裸眼视力、最佳矫正视力、屈光度、裂隙灯及眼底检查等；采用三维眼前节分析系统Pentacame(德国Oculus公司)检查患者角膜形态，非接触式眼压计(日本Topocon公司)测量患者非接触式眼压(NCT)，角膜生物力学眼压分析仪Corvis ST(德国Oculus公司)测量患者非矫正眼压(IOPnct)、生物力学矫正眼压(bIOP)及角膜生物力学参数(第一次压平长度、第一次压平速率、第二次压平长度、第二次压平速率、最大变形幅度、顶点距离和曲率半径)等。

1.4 手术方法术前对患者进行结膜囊冲洗和眼周消毒，滴5 g·L-1爱尔凯因表面麻醉剂，让患者平躺于手术台上后，再滴表面麻醉剂1滴，铺巾。将含有助渗剂的2.5 g·L-1核黄素滴加到角膜表面，2次·min-1，每次1滴，持续4 min；再将2.2 g·L-1核黄素滴加到角膜表面，2次·min-1，每次1滴，持续6 min。确认紫外光照射前核黄素已经进入前房。采用快速角膜交联手术设备(美国Avedro公司)进行紫外光照射，照射区域直径9 mm，紫外光光照强度45 mW·cm-2，总能量7.2 J·cm-2，照射模式为脉冲式，照射时间5 min 20 s，照射期间每 30 s～1 min 滴平衡盐溶液于角膜表面1次。照射结束后，配戴角膜接触镜，使用典必殊和双氯芬酸钠眼液滴眼各3次，配戴透明眼罩离院。

术后3个月、6个月和1年测量患者NCT、IOPnct、bIOP及角膜生物力学参数、角膜中央厚度、Km等。

2 结果

2.1 手术前后患者角膜中央厚度角膜交联手术后3个月、6个月和1年患者的角膜中央厚度分别为(443.92±28.33)μm、(448.22±34.65)μm、(449.21±32.34)μm，与术前角膜中央厚度[(449.17±32.60)μm]相比，差异均无统计学意义(F=0.370,P=0.87)。

2.2 手术前后患者Km角膜交联手术后3个月、6个月和1年患者的Km分别为(49.41±4.28)D、(48.54 ±2.57)D、(48.77±2.29)D，术前Km为(49.54±4.67)D，术后6个月和1年较术前均明显下降，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。

2.3 手术前后患者眼压角膜交联手术后6个月和1年患者NCT分别为(10.73±2.91)mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)、(11.13±2.50)mmHg，明显高于术前[(8.30±2.96)mmHg]，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。术后3个月和1年患者IOPnct分别为(13.64±2.40)mmHg、(13.94±2.01)mmHg，高于术前[(11.47±2.12) mmHg]，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。术后3个月、6个月和1年患者bIOP分别为(18.71±3.29)mmHg、(18.51±1.39)mmHg、(18.23±2.45)mmHg，与术前[(18.67±1.80)mmHg]相比，差异均无统计学意义(均为P>0.05)。术前，术后3个月、6个月和1年患者的bIOP均大于IOPnct和NCT，差异均有统计学意义(均为P<0.05)；IOPnct均大于NCT，差异亦均有统计学意义(均为P<0.05)。

2.4 手术前后患者角膜生物力学参数比较角膜交联手术后各时间点患者角膜第一次压平速率、第二次压平长度、最大变形幅度、顶点距离和曲率半径与术前比较，差异均无统计学意义(均为P>0.05)。术后6个月和1年患者角膜第一次压平长度均低于术前，第二次压平速率均大于术前，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。

2.5 术后1年患者眼压与角膜中央厚度、Km和角膜生物力学参数的相关性bIOP与角膜中央厚度和Km及各角膜生物力学参数间均无明显的相关性(均为P>0.05)。NCT和IOPnct与角膜中央厚度具有明显的正相关性(均为P<0.01)，与角膜第一次压平长度、最大变形幅度和顶点距离均具有明显的负相关性(均为P<0.05)(见表1)。

表1 术后1年患者眼压与角膜中央厚度、Km和角膜生物力学参数的相关性

3 讨论

圆锥角膜是一种多发于青少年的进行性致盲眼病，传统的治疗方法应用框架眼镜或硬性角膜接触镜进行屈光矫正，但不能阻止病变的进展，晚期需进行角膜移植手术。角膜交联手术是目前用于控制圆锥角膜进展最多且有效的手术方式[5-7]。以往对于圆锥角膜早期和角膜交联手术后的角膜形态学和角膜生物力学参数的变化研究较多[8-10]，有关眼压在圆锥角膜发生发展过程中的作用和角膜交联手术对眼压的影响方面的研究报道较少。由于眼压对角膜具有压迫和扩张作用，而圆锥角膜的前弹力层和前部基质层胶原纤维结构发生改变，中央部胶原纤维坚韧性降低，部分胶原纤维发生断裂，导致角膜的机械抗张能力及弹性下降[11]，眼压增高可能导致圆锥角膜进一步发展。因此，对于圆锥角膜和角膜交联手术后患者眼压的精确测量与评估将不容忽视。

活体眼压的测量容易受到整个眼球硬度及弹性的影响，其中角膜厚度和硬度的影响最大[12]，角膜的性质将影响到眼压测量的准确性。目前测量眼压的主要方法包括:Goldman眼压计、非接触式眼压计、Tono-Pen 眼压计、动态轮廓眼压计、眼反应分析仪和角膜生物力学眼压分析仪等。在临床工作中，非接触式眼压计是最常用最方便的眼压测量方法，它利用Imberk-Fick原理，通过气流将角膜中央3.6 mm直径的面积压平，从而得到眼压值。该测量方法容易受到角膜性质的影响。研究认为[13]，圆锥角膜患者角膜厚度变薄，角膜硬度和角膜弹性力下降，患者的NCT较正常人明显下降[14-16]。因此采用非接触式眼压计测量圆锥角膜患者眼压容易出现低估。

角膜生物力学眼压分析仪Corvis ST是一种新型的测量角膜生物力学参数和眼压的设备，采用气冲印压技术和Scheimpflug超高速摄像技术，记录空气脉冲对角膜作用后的动态反应，可以对角膜厚度和其他角膜生物力学参数进行检测，同时在角膜动态反应的过程中测量出IOPnct，并且提供了校正年龄、角膜厚度和角膜生物力学参数后的校正眼压bIOP[17-19]。由于圆锥角膜患者角膜厚度变薄，角膜硬度下降，NCT测量时对眼压出现低估，通过生物力学矫正后所得出的bIOP应高于NCT。在本研究中，术前和术后各时间点的bIOP测量值均高于NCT和IOPnct，从而印证了非接触式眼压计低估圆锥角膜眼压的理论。

角膜交联手术通过改变角膜生物力学特性控制病情的进展，角膜生物力学参数的改变会使眼压测量产生误差。因此，角膜交联手术后患者的眼压评估成为新的关注点。Romppainen等[20]用人眼角膜进行体外研究，在恒定的灌注压 (10～40 mmHg，每 5 mmHg 上升一段) 下行角膜交联手术前后的眼压测量，结果显示，用每种眼压计测出的术后眼压都会被高估。本研究中，术后6个月、1年患者的NCT和术后3个月、1年患者的 IOPnct均明显高于术前，这与Romppainen等[20]和Kymionis等[21]的研究结果一致；而术后3个月、6个月和1年患者的bIOP与术前相比无明显差异。我们推测，排除术后角膜硬度的改变后，术后1年内患者眼压是相对稳定的，由此也可以看出，术后NCT的增高可以反映出角膜硬度的增加。

角膜生物力学参数在圆锥角膜的诊治过程中越来越重要。本研究中，通过对进展期圆锥角膜进行快速跨上皮角膜交联手术，术后6个月和1年患者角膜第一次压平长度低于术前，角膜抵抗气流冲击的强度增加，表明角膜的硬度增加。第二次压平速率大于术前，角膜回弹较快，表示角膜的硬度和弹性均有所提高。该结果与Romppainen等[20]的研究结果相似，并且通过角膜生物力学参数与通过眼压值推测的角膜特性相一致。

本研究对术后1年患者眼压与角膜中央厚度、Km和角膜生物力学参数的相关性分析，结果显示，bIOP与角膜中央厚度和Km及各角膜生物力学参数间均无明显的相关性。NCT和IOPnct与角膜中央厚度具有明显的正相关性，与第一次压平长度、最大变形幅度和顶点距离具有明显的负相关性。

研究表明，活体眼压值的测量与角膜厚度具有明显的相关性[22-23]，在进行眼压测量的研究中，保证角膜厚度的一致性是准确评估的基础。在本研究中，术后3个月、6个月和1年的角膜中央厚度与术前相比，无明显的变化，避免了角膜厚度因素对眼压测量的影响。然而正常人群的眼压具有明显生物节律性，通常中午最高，其他时间相对较低[24]，本研究随访的患者在前来就诊时测量眼压的时间不固定，所以我们所有患者的眼压值未能抵消该影响因素带来的误差。因此，为了避免测量误差对结果的影响，后续的研究我们将更严格管控测量时间，并进一步扩大样本量进行随访。