低角膜内皮细胞密度患者角膜后表面高阶像差的特点▲

钱道卫 牛勇毅 张洪洋 廖燕秋 李远存

(1 深圳市坪山区人民医院/南方医科大学坪山总医院眼科，广东省深圳市 518118； 2 广东省人民医院眼科，广东省广州市 510080)

随着视光技术的快速发展，像差作为人眼视觉质量的评估指标，在眼视光领域中受到越来越多的重视。研究表明，超声乳化白内障吸除术后角膜前表面高阶像差的变化不会影响术后患者的视觉质量，但是手术前后的角膜后表面高阶像差发生了显著的变化，可能影响术后患者的视觉质量[1]。随着超声乳化白内障手术设备和技术的不断完善，以及人工晶状体设计和材料的不断更新，低角膜内皮细胞密度 (endothelial cells density,ECD) 患者亦可行超声乳化白内障手术，并能获得较好的视力效果。目前关于低角膜ECD患者行超声乳化白内障手术的报告较多[2-3]，但关于低角膜ECD患者角膜后表面高阶像差的研究相对较少。本研究使用Pentacam眼前节分析系统对低角膜ECD患者角膜后表面高阶像差进行检测，分析这类患者高阶像差的特点，以便更好地指导临床工作。

1 资料和方法

1.1 临床资料 采用横断面研究设计。选取2014年5月至2017年4月在广东省人民医院眼科拟行白内障摘除手术且术前检查角膜ECD<1 000个/mm2的16例(18眼)白内障患者作为低角膜ECD组。所有患者均符合白内障诊断标准，且根据晶状体混浊分类系统Ⅱ分级[4]核分级为2～3级。排除标准：(1)合并影响视力的角膜斑翳患者；(2)圆锥角膜、虹膜异常患者；(3)既往有慢性葡萄膜炎病史，近6个月内有抗青光眼滤过手术史。低角膜ECD组中男性11例、女性5例，年龄50～87(69.28±9.18)岁，角膜ECD580.0～983.7(819.26±127.48)个/mm2；未合并其他眼部疾病2眼，合并眼部疾病16眼，包括抗青光眼术后(均超过半年)12眼和角膜云翳(但不影响视力)4眼。同时选取同期拟行白内障摘除手术且术前检查角膜ECD介于2 000～2 500个/mm2之间的20例(20眼)白内障患者作为对照组。所有患者均符合白内障诊断标准，且根据晶状体混浊分类系统Ⅱ分级[4]核分级为2～3级。排除标准：有眼部外伤史、角膜病变、葡萄膜炎、青光眼者，既往有内眼手术史者。对照组中男性13例、女性7例，年龄61～82(69.65±5.65)岁，角膜ECD 2 066.7～2 583.2(2 389.87±158.69)个/mm2。两组患者的性别、年龄差异均无统计学意义(均P>0.05)。本研究已通过广东省人民医院医学伦理委员会的批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 角膜内皮细胞参数的检测 于白内障摘除术前应用SP-2000P型角膜内皮细胞计数仪(TOPCON公司)观察患者角膜，选取角膜中央为检测区域，由计算机分析系统检测角膜内皮细胞参数，包括角膜ECD、细胞面积变异系数(coefficient of variation,CV)，均测量3次，取平均值。

1.3 角膜厚度和角膜后表面像差的检查 于白内障摘除术前采用Pentacam三维眼前节分析仪(Oculus公司)检测患者角膜厚度和角膜后表面像差，该设备是基于Scheimpflug摄像技术的非侵入性眼前阶检查系统。检查前患者无须散瞳，在暗室下测量患者瞳孔直径为6 mm时的角膜厚度和角膜后表面像差，重复测量3次。角膜后表面像差参数包括总像差、总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、球差、彗差和三叶草像差，用均方根(root mean square，RMS)表示像差值大小。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以(x±s)表示，组间比较采用两独立样本t检验。不符合正态分布计量资料以[M(Q1,Q3)]表示，两组间比较采用Mann-WhitneyU检验。采用Pearson检验分析参数间的相关关系。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者角膜ECD、细胞面积CV和角膜厚度的比较 低角膜ECD组患者的角膜ECD少于对照组，细胞面积CV大于对照组(均P<0.05)；而两组患者的角膜厚度差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组患者角膜ECD、细胞面积CV和角膜厚度的比较(x±s)

2.2 两组患者角膜后表面像差的比较 低角膜ECD组的总像差、总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、三叶草像差的RMS值均高于对照组(均P<0.05)。两组的球差和彗差RMS值差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表2。

表2 两组患者角膜后表面像差RMS值的比较(μm)

2.3 角膜ECD与角膜后表面高阶像差的相关性 两组角膜ECD与总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、彗差、三叶草像差、球差的RMS值均无相关性(均P>0.05)。见表3。

表3 角膜ECD与角膜后表面高阶像差RMS值的相关性

2.4 角膜厚度与角膜后表面高阶像差的相关性 低角膜ECD组中，角膜厚度与总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、彗差、三叶草像差、球差的RMS值均无相关性(均P>0.05)。 对照组中，角膜厚度与4阶像差的RMS值呈负相关 (P<0.05)，与总高阶像差、3阶像差、5阶像差、彗差、三叶草像差、球差的RMS值均无相关性(均P>0.05)。见表4。

表4 角膜厚度与角膜后表面高阶像差RMS值的相关性

3 讨 论

随着白内障手术设备和技术的完善，低角膜ECD白内障患者得以进行复明手术，但这类患者眼部多伴有其他病变，故其术后视觉质量受到越来越多学者的关注。角膜作为主要的屈光介质，其屈光力约占人眼的3/4，角膜高阶像差是影响全眼成像质量的主要因素之一[5]。刘丽清等[6]发现，角膜前后表面的形态并不一致，在光路的传播方向上，对像差的影响也不一致。Chen等[7]比较了圆锥角膜和正常角膜的后表面像差，发现圆锥角膜的总高阶像差、各阶高阶像差显著高于正常角膜，并认为圆锥角膜患者的角膜后表面不规则程度比角膜前表面更严重。研究显示，角膜后表面彗差对整个角膜彗差的补偿作用微小，而角膜后表面的散光和球差变化会对整个角膜的散光和球差产生影响[8-9]。这说明角膜后表面像差对视觉质量具有重要影响。

李晓晶等[10]发现，微切口飞秒激光小切口基质透镜取出术后患者的角膜像差增大(包括角膜后表面像差)，随着随访时间的延长，角膜切口愈合反应逐渐平缓，角膜趋于平复，术后6个月时不同大小的切口对整体角膜像差的影响趋于一致。而王娟等[1]发现，超声乳化白内障吸除术后患者的角膜总高阶像差、各阶高阶像差、彗差、三叶草像差均较术前显著增大，但在术后3个月时各像差基本趋于稳定。康焕君等[11]对58眼角膜穿孔伤术后高阶像差进行研究，发现角膜后表面高阶像差、彗差、球差、余差均高于正常角膜，这可能是由角膜清创缝合术后角膜形态的不规则性引起的。上述研究结果说明角膜手术后角膜生物力学发生了变化，而角膜生物力学特性与角膜高阶之间存在相关性，且角膜生物力学特性的变化主要与角膜后表面像差相关联[12]。本研究结果表明，低角膜ECD组患者角膜后表面总像差、总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、三叶草像差的RMS值均高于对照组(均P<0.05)，分析原因可能是低角膜ECD组患者多伴有眼部手术史，角膜的生物力学特性发生了改变，导致角膜后表面不规则性增大，引起像差增大。角膜彗差主要反映角膜屈光特性中的非对称性，球差反映中心曲率与周边曲率的平衡关系[13]。在本研究中低角膜ECD组球差和彗差RMS值高于对照组，但差异均无统计学意义(均P>0.05)，具体原因有待进一步研究。

本研究中，两组角膜ECD与总高阶像差、3阶像差、4阶像差、5阶像差、彗差、三叶草像差、球差的RMS值均无相关性(均P>0.05)，说明角膜后表面高阶像差不会随着角膜ECD的改变而改变。分析原因可能为：角膜内皮细胞为一层厚度约5 μm的六角形扁平细胞，其损伤后毗邻的细胞通过细胞重组、增大和迁徙来覆盖损伤区，重建完整的内皮单层结构[14]，故没有引起角膜后表面形态的明显改变。细胞面积CV反映内皮细胞平均大小的变异程度[15]。本研究结果显示，低角膜ECD组的细胞面积CV大于对照组(P<0.05)，说明各种原因导致角膜ECD丢失后，角膜内皮细胞开始重构，增加了内皮细胞的稳定性，以确保角膜ECD的降低不会引起角膜后表面形态的改变。这也可以间接解释角膜后表面高阶像差不会随着角膜ECD的改变而改变。角膜厚度与高阶像差的关系至今尚无统一结论[16-18]。研究显示，角膜厚度与角膜前后表面像差和全眼像差均无相关性[6,9]。Qu等[17]发现，角膜前表面球差与角膜厚度有明显相关性。本研究中除对照组角膜厚度与4阶像差呈负相关外(P<0.05)，两组的角膜厚度与总高阶像差、3阶像差、5阶像差、彗差、三叶草像差、球差均无相关性(均P>0.05)。这可能是因为中央角膜厚度一般非常稳定，所以中央角膜厚度对角膜像差的影响很小[6]。

本研究的不足之处：(1)由于纳入标准严格(低角膜ECD、白内障、能采集高阶像差)，样本量过少，有可能造成结果偏倚。(2)由于研究对象多为手术后患者，虽然处于术后稳定期，但手术对像差的影响未能完全排除。(3)低角膜ECD患者多合并有眼科疾病，影响角膜像差的因素更多。

虽然角膜前后表面像差存在补偿机制[19]，但本研究发现低角膜ECD患者角膜后表面像差个体差异性大、高阶像差普遍增大，因此，在为低角膜ECD患者白内障术后选择人工晶状体时，应综合考虑角膜后表面像差对角膜散光和像差的影响，术前检查时应详细、准确地测量每例患者角膜前后表面像差参数，从而为患者提供个性化的选择。