利用Corvis ST分析中高度近视屈光手术前后各角膜生物力学参数变化的研究

黎长金 蔡若诗 陆强

[摘要]目的利用Corvis ST 分析中高度近视患者在执行屈光手术前后各角膜生物力学的变化特征及其规律，为临床及科研提供參考依据。方法选取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民医院接受屈光手术的中高度近视患者121例，均取右眼，共121眼。所有患者进行常规眼部检查，并采用Corvis ST 分别于术前及术后1个月记录每位患者的角膜生物力学相关参数。结果采用配对样本检验分析发现，手术前后中央角膜厚度（CCT）、眼内压（IOP），第一次压平时间（A1T）、长度（A1L）、速率（A1V），第二次压平时间（A2T）、长度（A2L）、速率（A2V），最大压陷峰距（PD）、最大变形幅度（DA）、最大压陷反向曲率半径（HCR）、最薄点厚度/厚度变化率（ARTh）、第一次压平时角膜硬度参数（SP-A1）的差异有统计学意义（P <0.05），角膜开始接触气流至达到最大凹面的时间（HCT）与Corvis生物力学指数（CBI）的差异无统计学意义（ P >0.05）。结论中高度近视患者屈光手术后角膜生物力学参数除 HCT、CBI 无变化外，其余参数均有变化，因此这些变化参数在屈光手术中都应当作为参考。

[关键词]中高度近视;角膜生物力学参数;可视化角膜生物力学分析仪;屈光手术

[中图分类号] R778.1+1[文献标识码] A [文章编号]2095-0616（2022）10-0161-04

Research on the changes of corneal biomechanical parameters before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST

LIChangjinCAIRuoshiLUQiang

Ophthalmic Optical Center， Foshan Second People's Hospital， Guangdong， Foshan 528000， China

[Abstract] Objective To investigate the characteristics and rules of the changes of corneal biomechanical parameters of patients before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST， so as to provide a reference for clinical and scientific research. Methods A total of 121 patients with moderate or high myopia who underwent refractive surgery in the Second People's Hospital of Foshan from September 2020 to July 2021 were randomly selected. All the right eyes were selected， which were a total of 121 eyes. Conventional eye examinations were performed in all patients， and the corneal biomechanical parameters of each patient were recorded preoperatively and 1 month postoperatively using Corvis ST. Results Paired sample analysis showed that before and after operation， there were statistically significant differences in the central corneal thickness （CCT）， intraocular pressure （IOP）， time of the first applanation （A1T）， length of the first applanation （A1L）， velocity of the first applanation （A1V）， time of the second applanation （A2T）， length of the second applanation （A2L）， velocity of the second applanation （A2V）， maximum peak distance between both collapse （PD）， maximum deformation amplitude （DA）， highest concavity radius value of central concave curvature （HCR）， the ambrosio relational thickness horizontal （ARTh） and stiffness parameter of the first applanation （SP-A1）（P <0.05）. There were no statistically significant differences in the highest concavity time （HCT） when cornea began to contact air flow to reach the maximum concave surface and the Corvis biomechanical index （CBI）（P >0.05）. Conclusion Except for HCT and CBI， the corneal biomechanical parameters of patients with moderate and high myopia after refractive surgery have changed. Therefore， these variable parameters should be used as references in refractive surgery.

[Key words] Moderate and high myopia; Corneal biomechanical parameters; Visual corneal biomechanicalanalyzer;Refractivesurgery

随着电子产品的频繁使用，近视患者数量急剧增加，许多近视患者选择屈光手术以达到矫正近视的目的。然而，无论何种屈光手术，都会对人眼角膜的完整性造成一定程度的损伤与破坏，从而导致角膜生物力学结构与生物力学功能发生改变[1]。近年来，角膜生物力学研究备受眼科学者的关注，它不但对眼内压有着重要影响，也是评估屈光术后角膜结构完整性的重要因素。角膜是人眼屈光系统中最为重要的组成部分，保证其结构完整性是极其重要的，为了提高屈光手术的安全性，规避手术的风险，在手术前进行有效筛查势在必行。可视化角膜生物力学分析仪（CorvisScheimpflug technology，Corvis ST）是一种使用Scheimpflug旋转摄像技术的动态可视化角膜力学分析仪，其高速摄像头每秒可捕获4300帧的水平Scheimpflug图像[2]，测量时间约31 ms，共采集和分析角膜形变过程的140幅断层图像，其同时具有非接触性、方便、快捷等优点。本研究旨在通过利用Corvis ST 对中高度近视患者执行屈光手术前后角膜生物力学参数进行对比分析，探究其变化特征及其规律。

1资料与方法

1.1一般资料

随机选取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民医院接受屈光手术的中高度近视患者121例，均取右眼为研究对象，共121眼。其中男43例，女78例;平均（24.36±5.72）岁;术前等效球镜度数平均（-5.69±1.53）D;中央角膜厚度为480～ 637μm，平均（545.07±27.60）μm。纳入标准：年龄18～45岁;术前等效球镜度数（-3.00～-10.00）D;佩戴角膜塑形镜需要停戴3个月以上，硬性接触镜佩戴者至少停戴4周，软性接触镜佩戴者至少停戴2周。排除标准：圆锥角膜、眼部器质性病变、视神经病变、白内障，有眼部手术史、糖尿病、高血压病、免疫缺陷等疾病以及妊娠和哺乳。本研究经医院伦理委员会审批，同时将试验方法、可能存在的风险及应对方案告知患者，患者签署知情同意书。

1.2研究方法

一般检查：常规行视力检查和主觉验光，测量等效球镜度数。所有近视患者均在佛山市第二人民医院进行检查，且所有操作均由培训合格的专业医师完成。

Corvis ST 检查。患者下颌入托额头固定，叮嘱患者眨眼数次后睁开双眼并注视中央红点固视目标;使用Corvis ST（Oculus，德国）仪器压头对准角膜顶点后进行自动识别，均匀向角膜施加空气脉冲压力，获取角膜生物力学动态参数。重复检查5次，每次测量间隔2～5 min，取图像质量最好的一次，并记录角膜生物力学相关参数：中央角膜厚度（central corneal thickness， CCT）、眼内压（intraocular pressure， IOP），第一次压平时间/长度/速率（the first applanation time，A1T; the first applanation length， A1L; the first applanation velocity， A1V），第二次压平时间/长度/速率（the second applanation time，A2T;the second applanation length， A2L;the secondd applanation velocity， A2V），最大压陷峰距（PD）、最大变形幅度（deformation amplitude， DA）、最大压陷反向曲率半径（central curvature radius at highest concavity，HCR）、角膜开始接触气流至达到最大凹面的时间（central curvature time at highest concavity， HCT）、最薄点厚度/厚度变化率（thinnest point thickness/thickness change rate，ARTh）、第一次壓平时角膜硬度参数（corneal hardness parameters at the first press，SP-A1）、Corvis生物力学指数（Corvis Biomechanical index，CBI），以上检查由同一医师完成。

1.3统计学方法

采用 SPSS 25.0统计学软件对所有数据进行统计分析。所有数据采用 Kolmogorov-Smirnov 方法进行正态检验。符合正态分布的数据均以均数±标准差（ x ± s）表示，采用配对样本 t 检验;不符合正态分布的数据以 M （P25， P75）表示，采用配对样本非参数检验（Wilcoxon 符号秩检验）。P <0.05表示差异有统计学意义。

2结果

中高度近视患者在屈光手术后 CCT 的切削量平均值为（96.00±18.00）μm。所有数据 Kolmogorov- Smirnov 正态性检验结果显示，仅 HCR、DA、SP-A1符合正态分布（P=0.200、0.200、0.200），其余参数不符合正态分布（P ≤0.05）。通过配对样本检验对屈光手术前后角膜生物力学参数统计分析发现，CCT、IOP、 A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V、PD、DA、HCR、ARTh、 SP-A1的差异有统计学意义（ P <0.05），HCT、CBI 的差异无统计学意义（ P >0.05）。见表1。

3讨论

在 Hon 等[3-4]的研究表明，Corvis ST 检测具有较高的重复性，并且 Hon 等[3，5]对Corvis ST 多项角膜生物力学参数的重复性测量观察发现，CCT、IOP、 A1T、DA 等4个参数的重复性最好。已有研究对屈光手术前后上述4个参数进行差异分析[6]，然而鲜有对其他参数进行研究的报道。本文旨在全面分析 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、HCT、ARTh、SP-A1、CBI 等角膜生物力学参数在屈光手术前后的变化特征及规律。

屈光手术对角膜组织的切削，使得角膜厚度变薄，因此不可避免会导致角膜生物力学降低和角膜组织结构特性发生变化[7-8]。角膜作为一种活体生物组织，其后表面存在着为抵抗眼压施予的压力而产生的抗张力。Randleman 等[9]的研究指出，角膜前40%基质的抗张力强度明显高于后60%的角膜基质。Mohammad 等[10]也有类似结论，其研究认为对于正常角膜，其抗张力最强的最大区域位于前部40%的角膜基质与周边部分。然而，无论何种屈光手术，其本质均是对角膜基质进行切削，使得基质层变薄，最终导致角膜的抗张力下降，因此可以理解为影响角膜抗张力的主要原因是角膜基质的残余量，即残余量越多，角膜抗张力越强。另外，在角膜切削量方面，已有研究证实[11]，角膜基质层切削深度小于角膜整体厚度的30%，角膜能够维持黏弹性等生物特征，切削深度超过50%，角膜的抗张力明显减弱，致使角膜易发生形变，导致角膜生物结构发生改变。因此可以理解为，若屈光手术对角膜厚度的切削量低于30%，角膜生物力学特征能够得到较好的维持，屈光手术是安全的。

本研究结果表明，在屈光手术前后 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、ARTh、SP-A1等角膜生物力学参数的差异有统计学意义，而 HCT 和 CBI 的差异无统计学意义。从结果中看出，屈光手术后绝大多数角膜生物力学参数有明显变化。其原因可以这样认为，角膜的基质层中体现了绝大多数的角膜生物力学特征，角膜基质层中的黏弹性、刚性等生物特性通过角膜力学参数得以体现。屈光手术切削了部分基质层物质，使得角膜基质变薄，胶原板层减少，致使 CCT 变薄，进而导致角膜抗张力降低，造成角膜对Corvis ST 输送的脉冲气流的抵抗力下降，角膜到达第一压平时间 A1T 变短、长度 A1L 变短、速率 A1V 增加;当角膜到达最大凹陷处时，由于其抗张力降低，使得角膜凹陷度更大， DA 增加、PD 增加、HCR 值降低;在角膜回弹阶段，由于其抗张力降低，使得角膜到达第二压平时间 A2T 变长、长度 A2L 变短、速率 A2V 增加。Huseynova等[12]的研究认为， CCT 与 IOP 是角膜形变反应的基础参数，对其他角膜生物力学参数产生影响，并且 CCT 越高，IOP 越高，脉冲气流对角膜产生的形变越不明显。本研究也有类似结论，屈光手术后 CCT 与 IOP 均明显下降，导致角膜对脉冲气流的抗张力下降，使角膜形变更显著。既往研究证实 FS-LASIK 术后眼压测量值与术前相比存在明显下降[13]，李华等[14]研究也表明，角膜厚度、曲率及其他角膜生物力学降低会使眼压的测量值下降。本文研究结论与两者一致，屈光术后 IOP 值与术前相比明显降低。本研究中 HCT 没有发生明显变化，其可能的原因是角膜抗张力变小，使得角膜到达最大凹陷时曲率半径减小，向下压陷的深度变大，从角膜接触气流脉冲开始运动至最大凹陷位置的距离增加而导致了达到最大凹陷位置的时间HCT变长。ARTh、SP-A1是能够直观反映角膜硬度的参数。

本研究发现，由于屈光手术后使得 CCT 下降，ARTh与 SP-A1明显下降，即随着 CCT 变薄，抗张力下降，ARTh与 SP-A1的值越小，角膜硬度越低。本研究结果与王丹等[15]的研究结果一致，其研究结果表明ARTh、SP-A1与 CCT 呈正相关，且ARTh、SP-A1越小角膜越软。CBI 是可用于诊断圆锥角膜的指标，该值越大，患圆锥角膜的概率越高。本研究发现屈光手术前后 CBI 没明显变化，并随着 CCT 的减少而增加，其可能的原因在于本研究执行屈光手术对角膜的平均切削量为（95.93±18.68）μm，切削量低于全角膜厚度的30%，在安全切削范围内，虽然较之于术前 CBI 有所增加，但与术后的差异无统计学意义，较为稳定。

综上所述，角膜生物力学参数能够很好地反映角膜生物结构的特性。本文旨在研究屈光手术术前术后角膜生物力学参数变化的特征及其规律，突出对屈光手术术前预测及术后的质量效果评估不但要重点考察 CCT、IOP、A1T、DA 等重复性较好的参数，还需综合考虑在屈光术前及术后发生较大变化的其他参数，全面地掌握生物力学参数的前后变化特征及规律，为提高屈光手术的安全性与可靠性提供参考。

随着屈光不正人数的不断增加，越来越多患者选择屈光手术治疗近视，术后的安全性与可靠性受到眼科研究者的广泛重视，屈光手术术前预测及术后的质量效果评估是非常重要的。通过对角膜生物力学参数变化规律的客观分析与机制认识对于提高手术成功率与安全性，规避角膜扩张风险有着重要意义[16-17]。往后将进一步研究高度与超高度近视患者在屈光手术前后角膜生物力学参数的差异及其相关性，更为全面、客观地反映眼角膜生物力学参数的变化规律及特点，为临床研究提供参考依据。

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（收稿日期：2021-11-29）