景深延长型人工晶状体临床应用的研究进展

李军，宋琳琳

1 天津市眼科医院 天津市眼科学与视觉科学重点实验室 天津医科大学眼科临床学院，天津 300020；2 天津医科大学眼科医院 眼视光学院 眼科研究所 国家眼耳鼻喉疾病临床医学研究中心天津市分中心天津市视网膜功能与疾病重点实验室

白内障是临床常见的致盲性眼病，白内障超声乳化吸除联合人工晶状体植入术是其最主要的治疗手段。以往临床上植入的晶状体多为单焦点人工晶状体，这种晶状体对患者术后远距离视力恢复效果较好，而对中近距离视力恢复效果不明显，需要佩戴眼镜来改善中近距离视力［1］。为了达到白内障术后脱镜的目的，多种可以满足不同距离视力需求的新型人工晶状体应运而生，如多焦点人工晶状体、可调节型人工晶状体、景深延长型（EDOF）人工晶状体。多焦点人工晶状体和可调节型人工晶状体术后视觉效果较好，但多焦点人工晶状体植入后存在对比敏感度下降、眩光增加等缺点，可调节型人工晶状体长期植入后存在光学部位移下降、近视力不佳等缺点［1-2］。EDOF 人工晶状体通过延长单一焦点而加强景深，不仅能够提供良好的远、中、近距离视力，而且术后对比敏感度下降较少，也不增加术后眩光、光晕现象，近年来受到广泛关注。本文结合文献就EDOF人工晶状体临床应用的研究进展作一综述。

1 EDOF人工晶状体概述

以往白内障超声乳化吸除后植入单焦点人工晶状体，对患者术后远距离视力恢复较好，而对中近距离视力恢复效果不明显。随着生活质量不断提高，人们对白内障术后远、中、近距离视力恢复要求也越来越高。多种可以满足不同距离视力需求的新型人工晶状体应运而生。如上世纪八十年代多焦点人工晶状体开始逐步用于临床，可调节型人工晶状体也于2003 年在美国被批准临床应用。多焦点人工晶状体通过把不同焦点圆环同心圆排列，使入射光线分别集中于远、中、近焦点，从而实现较好的远、中、近距离视力。但多个焦点造成眼内散射光明显增加，眩光、光晕现象明显，视网膜成像质量下降，导致术后对比敏感度下降。可调节型人工晶状体的襻材料特殊、设计独特，植入后可实现人工晶状体光学部前后位移，使入射光线聚焦在远、近焦点，从而实现远、近距离视力。可调节型人工晶状体的眩光和光晕现象较少，但随着晶状体囊袋纤维化，其光学部位移逐渐减少，患者近距离视力逐渐下降［1-3］。

为了克服多焦点人工晶状体和可调节型人工晶状体缺点，EDOF 人工晶状体成为近年临床研究的热点。2016 年美国FDA 批准EDOF 人工晶状体用于临床。EDOF 人工晶状体是通过构建一个延长的焦点而加强景深，从而满足远、中、近距离视力需求的人工晶状体。EDOF 人工晶状体通过生成单一延长的焦点而加强景深，这种设计可避免多焦点晶状体的远、近图像重合，在一定景深范围内提供更清晰的视网膜成像；而且还可避免多焦点人工晶状体造成的晶体屈光力不对称分布，从而避免离焦图像影响，明显减少眩光、光晕现象发生。EDOF 人工晶状体能够增强中、近距离视力，同时最小限度地影响远距离视力。EDOF 人工晶状体单一焦点设计虽然可增加景深，但亦增加了像差，导致视网膜成像质量下降，造成一定程度成像模糊［1，3］。

2 EDOF人工晶状体分类及其设计原理

EDOF 人工晶状体分为纯粹型EDOF 人工晶状体和混合型EDOF 人工晶状体。纯粹型EDOF 人工晶状体是指单纯使用延长一个焦点的技术而实现远、中、近距离视力的人工晶状体。混合型EDOF 人工晶状体是指在使用延长单一焦点技术的同时，结合多焦点等其他技术实现远、中、近距离视力的人工晶状体。纯粹型EDOF 人工晶状体又可分为球差型、小孔效应型和生物模拟型EDOF 人工晶状体，混合型EDOF 人工晶状体又可分为混合多焦衍射型、混合多焦折射型和混合多焦衍射-折射型EDOF 人工晶状体［3-4］。

2.1 纯粹型EDOF人工晶状体

2.1.1 球差型EDOF 人工晶状体 球差型EDOF人工晶状体是一类通过增加球差而加强景深的人工晶状体。球差是光线焦点位置偏离光轴的差异。白内障晶状体摘除后植入负球差非球面人工晶状体可中和角膜球差，从而获得锐利的视网膜成像和更好的远距离视力。而一些高阶像差，如球差、彗差和二阶散光，虽然能够降低视觉质量，却可加强景深。球差型EDOF 人工晶状体即是通过增加球差把入射光线在长轴上延长，以达到延长焦点的目的。若入射光线聚焦位置远离光轴，增加人工晶状体前后表面的球差，能够使屈光力逐渐从远过渡到近，从而延长景深1～1.5 D。增加球差则可消除远、近图像重叠，理论上能够消除眩光现象，但视网膜成像质量下降，导致视觉质量下降［4］。

Mini Well Ready 是一体式球差型EDOF 人工晶状体，非球面双凸设计，由亲水-疏水共聚物材料构成。该人工晶状体中央区为正球差，而位于中央区与最外围环形区之间的中间环形区域为负球差，最外层环形区域为单焦点非球面设计。这三个光学区的屈光力平滑过渡，从而产生渐进视力。该人工晶状体在视近物时附加的等效球镜（SE）为+ 3 D。GIERS等［5］研究报道，Mini Well Ready的离焦范围为4 D，阅读距离中位数为62.8 cm。SAVINI 等［6］研究报道，植入Mini WELL Ready 后单眼离焦范围为+ 1.00～-2.00 D，Snellen 视力可达到20/40 以上。BELLUCCI等［7］研究发现，与植入单焦点人工晶状体比较，植入Mini Well Ready 的单双眼近距离视力和中距离视力更好，但植入单焦点人工晶状体的单眼矫正远距离视力、高空间频率对比敏感度要好于植入Mini Well Ready。这种EDOF 人工晶状体在实现景深延长的同时，常伴随远距离视力和视觉质量下降。

2.1.2 小孔效应型EDOF 人工晶状体 小孔效应型EDOF 人工晶状体是一类利用小孔成像效应延长景深的人工晶状体。小孔成像效应能够增加景深。随着小孔直径减少，小孔成像型人工晶状体的景深逐渐增加。同时，因通过小孔的总光线减少，图像亮度降低，而且这种晶状体由于夫琅禾费衍射，使通过小孔成像的光线在会聚物象时呈现艾里斑现象。由于此类人工晶状体的设计基于小孔成像效应，角膜不规则患者也可植入这种晶状体［3］。IC-8 是一片式小孔效应型EDOF 人工晶状体，其光学部中央是直径为1.36 mm的小孔，小孔外围是0.935 mm宽的非衍射不透明遮光环形区，环形区外围是环形单焦点区。这种设计可以遮蔽离焦的旁中心光线，让旁轴的入射光线产生景深延长效应。IC-8可提供良好的远、中和近距离视力［8］。GRABNER 等［9］研究发现，术前矫正远、中、近距离视力在20/32 以上患者分别占67%、58%、8%，植入IC-8 12个月后上升至100%、100%、83%；植入IC-8 患者术后+0.50 D～-1.50 D离焦范围内Snellen 视力大于20/40，超过50%患者+2.00 D～-2.00 D 离焦范围内Snellen 视力大于20/40。在另一项研究中，105 例患者非主导眼植入IC-8、对侧眼植入非球面单焦点人工晶状体，超过95%患者术后6个月双眼远、中距离视力高于20/32，54%患者双眼近距离视力高于20/32；暗环境下对比敏感度检查发现，在有眩光现象存在的1.5、3.0、6.0 cpd 和 没有 眩光 现 象 存 在 的1.5、3.0、6.0、12.0 cpd 条件下，植入单焦点人工晶状体眼显著好于植入IC-8眼［10］。

另一种小孔效应型EDOF 人工晶状体Xtra-Focus Pinhole Implant，是一种背驮式人工晶状体，长度为14 mm，晶状体主体是由直径为6.0 mm的不透光黑色疏水丙烯酸酯材料组成，中央是直径为1.3 mm的小孔。XtraFocus Pinhole Implant 可以遮蔽可见光，但波长＞750 nm 红外光可透过。此外，该人工晶状体允许光学相干断层扫描和激光扫描进行视网膜检查。但其不透光疏水丙烯酸酯材料可造成术后在暗环境下视力下降［11］。

2.1.3 生物模拟型EDOF 人工晶状体 生物模拟型EDOF 人工晶状体是一种采用特殊材料模拟自然晶状体，以实现景深延长的人工晶状体。Wichterle IOL-Continuous Focus（WIOL-CF）是一片式水凝胶晶状体，其材料模拟自然晶状体，形状也与自然晶状体相似，直径为8.9 mm，没有襻设计，通过双曲光学部设计实现延长焦点的目的，其光学部可形成几个不同的焦点，从中央到周边屈光力逐渐降低。WIOL-CF的水含量达到42%，能够模拟自然晶状体的调节，并结合多焦点设计和瞳孔反射三种机制实现假调节［12］。PALLIKARIS等［13］对25例白内障患者植入WIOL-CF，术后1年72%患者裸眼中距离视力和近距离视力达到20/25以上。

2.2 混合型EDOF人工晶状体

2.2.1 混合多焦衍射型EDOF 人工晶状体 混合多焦衍射型EDOF 人工晶状体是一类结合EDOF 技术和衍射型多焦点技术的人工晶状体，其代表是Tecnis Symfony ZXR00。Tecnis Symfony ZXR00 是一片式疏水丙烯酸酯晶状体，可折叠双凸型，前表面非球面设计，球差为-0.27 μm，可弥补角膜球差，后表面采用消色差和小阶梯光栅衍射设计。该人工晶状体通过消色差衍射模式实现单焦点延长，改变高度和间隔的梯度结构实现小阶梯光栅，从而延长景深，可附加+1.75 D 的屈光力，采用消色差技术可改善视网膜成像质量［14-15］。有研究对26例白内障患者双眼植入Tecnis Symfony ZXR00，所有患者远中距离达到脱镜，71%患者近距离视力可以脱镜，而且术后散射光异常现象较少，夜间驾驶适应性较好［16］。Tecnis Symfony ZXR00 是目前美国FDA 唯一批准临床应用的EDOF 人工晶状体，但该晶状体近距离视力相对较差。目前，弥补近距离视力较差主要有两种策略：一种是微单视策略，双眼植入相同EDOF 人工晶状体，主导眼目标屈光度为正视，非主导眼目标屈光度是较小的负屈光度，如-0.5 D［17］；另一种策略是与衍射多焦点晶状体混合植入，双眼植入不同类型人工晶状体以实现良好的远、中、近距离视力，如一只眼植入Tecnis Symfony ZXR00 以提供良好的远、中距离视力，对侧眼植入双焦点人工晶状体以提供较好的远、近距离视力［18］。

2.2.2 混合多焦折射型EDOF 人工晶状体 混合多焦折射型EDOF 人工晶状体是一类混合了EDOF技术和折射型多焦点技术的人工晶状体。Lentis Mplus X是一种非对称折射型多焦点人工晶状体，有两个不同的焦点，两个区域分别视近和视远，两个折射区域之间平滑过渡，从而提供了景深扩展，增加了有效近距离视力。由于这两个光学区之间采用了平缓过渡的设计，可产生类似景深延长的效果。扇形设计使得这种晶状体对瞳孔直径＞3 mm患者非常适合［3］。Lucidis 是一种新型 折射型EDOF 人工晶 状体，360°方边设计，闭环襻，其材料是含水量达到26%的亲水性丙烯酸酯，中央为1 mm 的非球面区域，外围环绕2.5 mm宽的折射环。除了可提供远距离视力外，还可提供良好的近、中距离视力。中央非球面设计可以中和像差，从而减少散射光异常［3］。

2.2.3 混合多焦折射-衍射型EDOF 人工晶状体混合多焦折射-衍射型EDOF 人工晶状体是一类混合了衍射型和折射型多焦点技术的人工晶状体。InFo-Instant Focus IOL 中央为直径1 mm 的非球面区域，外围是1.25 mm 宽的衍射环形区，最外围是1.25 mm 宽的折射区，闭环襻设计，可通过折射-衍射混合设计达到良好的远、中、近距离视力［3］。

3 EDOF人工晶状体临床研究标准共识

美国眼科协会共识提出了严格的EDOF 人工晶状体评价标准，包括评价EDOF 人工晶状体在亮、暗和眩光环境下的植入效果以及远、中、近距离视力和离焦曲线的测量标准。该共识指出，参与临床研究的EDOF 人工晶状体组应至少包括100 例患者，而且对照组数量要相近。EDOF 人工晶状体组要检测单眼最佳矫正远视力，单眼视力达到20/32 时，EDOF 人工晶状体组景深至少大于单焦点人工晶状体植入组0.5 D；术后6个月，66 cm处单眼远距离视力矫正的中视力（DCIVA）平均值要显著优于对照组；EDOF人工晶状体组需要至少50%眼达到66 cm处单眼DCIVA高于20/32。建议采用0.1 log单位递进的logMAR视力表测量DCIVA。单眼离焦曲线测量需要在矫正远距离视力屈光条件下检测+1.5 D～-2.5 D的视力，以0.5 D递进，但在+0.5 D～-0.5 D以0.25 D递进，测量亮度设为85 cd/m2。测量离焦曲线时应测量瞳孔直径，瞳孔直径按大（＞4.0 mm）、中（3.0～4.0 mm）、小（＜3.0 mm）分类，眼轴按短（＜21.0 mm）、中（21.0～26.0 mm）、长（＞26.0 mm）分类。对比敏感度在暗环境下应测量1.5、3.0、6.0、12.0 cpd四个空间频率，在明亮环境下测量3.0、6.0、12.0、18.0 cpd四个空间频率［19］。

4 EDOF人工晶状体临床应用研究进展

EDOF 人工晶状体在手术技术方面与植入普通单焦点人工晶状体相同，在人工晶状体屈光力计算方面应用多种计算公式均取得了较好的效果。由于Tecnis Symfony ZXR00 是目前美国FDA 唯一批准大规模临床应用的EDOF 人工晶状体，故EDOF 人工晶状体屈光力计算的文献多是关于Tecnis Symfony ZXR00 的。KOHNEN 等［16］采用Haigis 公式计算了26 例患者植入Tecnis Symfony ZXR00 后的屈光力，术后SE 为（-0.03±0.28）D。采用SRK/T 公式计算299 例患者双眼植入Tecnis Symfony ZXR00 后的屈光力，术后4～6 个月SE 为（-0.30 ± 1.13）D［20］。GANESH 等［17］为25 例患者采用微 单 视 方法植入Tecnis Symfony ZXR00，主视眼目标屈光度正视，非主视眼目标屈光度-0.75 D，采用SRK/T 公式计算植入该晶状体后的屈光力，术后6 个月主视眼SE 为（-0.22 ± 0.37）D，非主视眼为（-0.74 ± 0.44）D。MONACO 等［21］为20 例 患 者 植 入Tecnis Symfony ZXR00，采用SRK/T 公式计算植入该晶状体后的屈光力，术后4个月SE为（-0.23±0.03）D。PEDROTTI等［14］将55 例患者按眼轴长度进行分组，眼轴≥22 mm 采用SRK/T 公式、＜22 mm 采用Holladay 公式计算植入Tecnis Symfony ZXR00 后的屈光力，术后6个月SE为（-0.08±0.28）D。RUIZ-MESA等［22］将20例患者按眼轴分组，眼轴≥22 mm 采用SRK/T 公式、眼轴＜22 mm 采用Hoffer Q 公式计算植入Tecnis Symfony ZXR00 后 的 屈 光 力，术 后12 个 月SE 为（-0.19±0.18）D。MENCUCCI 等［23］研究报道，40例患者双眼植入Tecnis Symfony ZXR00，眼轴为22～25 mm 采 用Holladay 1 公 式、眼 轴＜22 mm 采 用Hoffer Q 公式计算晶状体的屈光力，术后3个月SE为（-0.13±0.61）D。以上研究表明，经多种人工晶状体的屈光力计算公式验证，EDOF 人工晶状体植入后均可获得较好的临床效果。

角膜屈光术后白内障患者植入人工晶状体的屈光力计算一直是难点。一项单中心临床研究显示，采用Barrett True-K 公式计算植入EDOF 人工晶状体的屈光力，术后4 个月SE 在± 0.5 D 之间占55%、在± 1.0 D 之间占82%［24］。PALOMINO-BAUTISTA等［25］纳入71 只曾行准分子激光原位角膜磨镶术矫正近视合并白内障眼，术中植入Tecnis Symfony ZXR00，人工晶状体的屈光力计算采用美国白内障与屈光外科医师协会推荐所有公式的平均值，计算公式包括Barrett True K、Shammas、Haigis-L、Potvin-Hill Pentacam、无 病 史Barrett True K、Masket 和 改 良Masket 等，结果 发现 术后SE 在± 0.50 D 之 间 占61.6%、在±1.00 D之间占86.3%。结果证实，Barrett True-K公式计算晶状体的屈光力结果最为准确。

综上所述，EDOF 人工晶状体通过延长单一焦点而加强景深，不仅能提供良好的远、中、近距离视力，而且术后对比敏感度下降较少，也不增加术后眩光、光晕现象，但其近距离视力要略逊于多焦点人工晶状体。未来研究的重点应是寻找最佳全程裸眼视力、清晰成像质量和最小眼内散射光现象之间的平衡，从而为白内障患者提供最佳的全程视力。