Kappa角在眼科手术中的临床应用及研究进展

李彦青,李 立,伍先慧

references for clinical work.

0 引言

为了研究眼球结构的光学特性,人们定义了不同的轴线和角度[1]。其中Kappa角是反映人眼居中性的重要指标,在眼科手术中具有重要的临床意义。目前研究认为Kappa角在斜视手术中会影响斜视度的计算以及手术量的设计[2],可以指导角膜屈光手术中切削中心的选择[3],同时可预测白内障摘除联合多焦点人工晶状体(MIOL)植入术后人工晶状体出现偏心倾斜的可能性[4]。越来越多的研究证据显示:在眼科手术中,术前对Kappa角进行精准测量并及时进行Kappa角补偿可以帮助患者视功能的恢复、提高术后视觉质量[5-6]。近几年,为了更好地表达Kappa角,出现了新的术语——μ弦[7],但在临床中由于不理解这两个术语,限制了其临床实用性。因此本文就近几年来Kappa角(μ弦)在眼科手术中的临床应用及研究进展进行综述。

1 Kappa角(μ弦)的概述

Kappa角指的是视轴与瞳孔轴之间的夹角。用点光源照射角膜,当瞳孔轴和视轴重合,反射点会位于瞳孔中心处,为零Kappa角。当反射点偏向瞳孔中心的鼻侧,为正性Kappa角;反射点偏向瞳孔中心的颞侧,为负性Kappa角。在健康人群中该角一般是正性Kappa角,介于+1.91°±0.14°～+5.73°±0.10°[8]。温凯等[9]使用iTrace像差仪测量4815例中国人的Kappa角,其平均值为0.47±0.48mm,其中小于0.50mm的患者占70.07%。负性Kappa角或者正性Kappa角大于5°为病理性[10]。异常的正性大Kappa角通常与早产儿视网膜病变、家族性渗出性视网膜病变或其他周边视网膜疾病有关[11],也曾在眼白化病中被报道[12]。

临床上有很多光学仪器可以测量Kappa角的大小。在斜视手术中,通常用同视机测量患者的Kappa角。单眼检查时,通过让患者注视同视机中的特殊画片,使角膜映光点位于角膜中央,得到其Kappa角的数值。由于现有光学仪器都无法准确测量视轴,目前通常通过测量非常接近视轴的点来指代视轴。当眼睛注视光源时,光源穿过角膜前表面所形成的反射点称为Purkinje-1[13]。若检查者与光源同轴观察眼睛,该点也称为角膜共轴反光点(CSCLR),Pentacam眼前节分析仪等光学仪器使用角膜顶点的概念表示CSCLR[7]。CSCLR是距离视轴最近的点,因此大多数光学仪器是通过测量瞳孔中心和Purkinje-1(CSCLR、角膜顶点)之间的矢量距离来估计Kappa角的大小[14]。但此时测出来的Kappa角,其实质是与Kappa角概念相似的二维笛卡尔位移,并非是真正的Kappa角[15]。为了减少混淆,Chang等[7]建议将两者之间的矢量位移命名为“μ弦”。在不考虑眼轴长度时,1.0mm的μ弦指的是大约7.5°的Kappa角[15]。既往人们对Kappa角分布及其影响因素进行了很多研究,但关于μ弦的研究却很少。在很多关于角膜屈光手术和白内障摘除联合MIOL植入术的研究中仍喜欢于使用Kappa角的术语,但其实际指的却是μ弦。

2 Kappa角在斜视手术中的应用

普遍认为,Kappa角和斜视可以同时存在[10]。Basmak等[16]测量了108例斜视患者的Kappa角,其中内斜组左右眼的平均Kappa角分别为2.55±0.42°、2.35±0.41°,而外斜组左右眼的平均Kappa角分别为4.38±0.28°、3.83±0.36°,表明外斜患者的Kappa角比内斜患者更大。同时研究证明斜视手术后患者的Kappa角会变小,这也为术后双眼单视功能建立提供了解剖学基础[2]。值得注意的是,临床上斜视患者斜视度测量首选三棱镜遮盖检查。当患者因年龄较小等原因无法配合时,就会考虑选择使用角膜映光法检查患者斜视度[17],但该法测量的斜视度会受到Kappa角的影响[18],从而可能出现错估患者斜视度的情况。所以为了降低其影响,牛玉玲等[18]推荐可以使用照相机辅Hirschberg Test法检查此类配合度较低患者的斜视度。

在大多数情况下,斜视患者双眼Kappa角基本一致。当患者因双眼黄斑-视盘间距不对称导致双眼Kappa角大小不对称时,若仅使用Hirschberg Test或Krimsky Test,可能会使正常眼位的眼睛被误诊为斜视[17]。正性大Kappa角(>5°)可能会导致患者出现假性外斜。而负性大Kappa角的患者则可能会出现假性内斜[10],其角膜反射点会偏向鼻侧,常因为患者鼻根部扁平、内眦间距或赘皮折皱比较宽、瞳孔距≤55mm等原因[19]导致颞侧巩膜暴露更多,从而形成斜视的错觉。临床上,若一个外(内)斜视患者,角膜映光反射、同视机检查等均提示外(内)斜视,但交替遮盖未见明显异常,应警惕患者可能是一个异常的正性(负性)大Kappa角。若误将假性斜视的患者的眼位进行手术矫正,可能会导致更加复杂的视功能问题。此外,当外(内)斜视的患者合并负性(正性)Kappa角,斜视矫正手术可能会使患者从外(内)斜视变成内(外)斜视,卢秀珍等[10]建议这类患者也不应该行手术治疗。因此,斜视患者在斜视度检查前首先应准确评估单眼Kappa角的大小,明确其是否为真性斜视,同时在进行斜视手术设计时应正确考虑Kappa角的影响,这有利于患者术后视功能的恢复。

此外,有文献报道:正性大Kappa角伴先天性眼球震颤的患者多是眼白化病的临床表现[12]。由于正性大Kappa角的存在,眼白化病伴内斜视的患者,其斜视度可能比测量结果偏小,伴外斜视则可能偏大[20]。Rateaux等[21]在1例因持续右眼偏斜而就诊的6岁男孩眼中发现了典型的双眼异常正性大Kappa角,右眼Kappa角为17.6°,左眼Kappa角为18.1°。同时该患儿还伴有分离性垂直偏差、融合发育不良眼球震颤综合征等。在患儿母亲的基因上发现了GPR143基因的致病性突变,证实了眼白化病Ⅰ型的诊断,解释了正性大Kappa角。这提示若内斜视与正性大Kappa角发生相互抵消,也可能导致恒定的“侧视”。

3 Kappa角(μ弦)在角膜屈光手术的应用

众所周知,在角膜屈光手术中,角膜切削中心的选择至关重要。既往研究表明若角膜消融中心偏离视轴,容易造成偏中心切削,导致术后高阶像差中球差和彗差的增加,影响术后视觉质量[3]。由于角膜屈光手术的光学消融区较大(直径一般大于6mm),小Kappa角(μ弦)患者的视轴与瞳孔轴的偏差较小,轻微的偏中心切削(不超过0.5mm)对术后视觉质量的影响较小[4]。而大Kappa角(μ弦)患者的视轴与瞳孔轴的偏差较大,因此应在术中进行适当的Kappa角补偿(将角膜消融中心偏向视轴),从而降低发生偏中心切削的风险,减少术后高阶像差的增加[22]。中国在2018年SMILE手术规范专家共识[23]中提到:在SMILE手术中,为避免大Kappa角(μ弦)患者的角膜基质透镜偏中心,建议选取角膜顶点为手术的切削中心。

但目前临床上对多大的μ弦需要进行Kappa角补偿尚未统一标准。Liu等[24]通过在眼睛模型上模拟近视激光消融并比较其光学性能,他们认为当Kappa角大于5°时,选择CSCLR作为角膜消融中心更合适。Okamoto等[25]则建议当μ弦大于0.25mm就应使用CSCLR作为切削中心。许多临床研究对进行Kappa角补偿阈值的选择不同,考虑可能是因为在进行临床设计时研究者倾向于根据自身研究中平均μ弦大小进行分组试验,同时其选取的研究对象的性别、种族、屈光状态以及测量μ弦的仪器有所不同,从而导致研究结果差异性较大。

在进行Kappa角补偿时,定位视轴的常用的方法一般有两种。第一种是选择使用准分子激光术中眼动追踪调整程序记录患者仰卧位时瞳孔中心与Purkinje-1(CSCLR)的偏移量,自动进行Kappa角调整[26]。第二种是术前根据角膜地形图确定角膜顶点和瞳孔中心之间的瞳孔偏移量(Offset值),术中使用该Offset值定位角膜顶点的位置,手动进行Kappa角调整[27]。理论上,在保持术前术中瞳孔直径相近的情况下,基于眼动追踪系统调整的切削中心比手动调整的切削中心更准确[28]。Frings等[29]研究发现在远视LASIK术中,μ弦≥0.25mm的患者若使用术前测量的Offset值指导切削中心的选择可能会导致激光消融区域偏向鼻侧,他们建议此类患者可以根据术中实际偏移量进行中心定位。但也有学者认为单独的眼动追踪系统无法确保准确的切削中心[30]。Arba等[31]建议可以将Offset值结合眼动追踪调整程序对患者进行Kappa角调整。目前对于这几种定位方式准确性的区别暂无明确定论。但有研究认为不同定位方式在不同术式的角膜屈光手术中均能有效降低偏中心切削的风险[6]。

理论上,术中进行100% Kappa角补偿(将切削中心定位于CSCLR),消融中心更接近视轴,但不少研究发现术后实际视觉质量与预期视觉质量仍有差距[26]。虽然CSCLR是距离视轴最近的点,平均距离为0.02mm[32],但两者距离的标准差(SD)为0.17mm,相当于瞳孔中心与CSCLR之间距离(0.36mm)的47.2%[33]。赵景华等[34]发现主视眼也会影响CSCLR的分布。为减少“手术源性”的偏心切削,他建议主视眼的Kappa角调整百分比应小于非主视眼Kappa角调整百分比。因此,对于部分患者,CSCLR可能不是最佳角膜消融中心。Kermani等[35]提出选取瞳孔中心与CSCLR之间作为角膜消融的参考中心。通过个性化调整Kappa角补偿矢量百分比,找到离视轴最近的切削中心点。Chang等[33]将114例近视患者的两只眼睛分别在术中选择100%Kappa角补偿和80% Kappa角补偿,通过观察患者术后3mo的屈光状态。他们发现80%Kappa角补偿组术后残余散光度和欠矫比例比100% Kappa角补偿组更少。Ru等[26]选取了拟行LASIK手术的中度近视患者254例,根据其平均Kappa角(μ弦)大小(0.220mm)将所有的研究对象分为小Kappa角和大Kappa角组。每组再分为两组,分别进行50%和100% Kappa角补偿。研究显示小Kappa角组,两种补偿方式对术后视觉质量的影响未见明显差异。而大Kappa角组,50% Kappa角调整会比100% Kappa角调整术后残余散光度和高阶像差更低、对比敏感度和视觉质量更好。

4 Kappa角(μ弦)在白内障摘除联合MIOL植入术中的应用

MIOL以光的折射或衍射为基础,物体的光线透过其产生2个或多个焦点[36],在一定程度上满足了患者远、中、近视力的要求。但一些患者常抱怨术后出现更多的光晕、眩光等不良光现象[37]。目前研究认为术后不良光现象的发生可能与大Kappa角(μ弦)或大Alpha角有关[37-38]。理想情况下,悬韧带和囊袋保持完整,MIOL植入后,人工晶状体的光学中心与囊袋的中心重合[39],不一定恰好位于视轴或光轴上。大Kappa角或大Alpha角则可能会使人工晶状体的光学中心更加偏离视轴,导致术后人工晶状体偏心[37]。此时视轴会通过周边衍射环而非中央的折射光学区,进而增加人工晶状体眼的高阶像差和屈光不正,加剧夜间视觉干扰,降低术后视觉质量[40]。目前临床上是参考Kappa角(μ弦)还是Alpha角来预测MIOL术后人工晶状体居中性带来的视觉质量影响仍存在一定争议。

Holladay等[41]通过光线追踪技术发现远视、大Kappa角、小瞳孔是白内障术后出现负性视力障碍的主要危险因素。Fu等[42]研究认为MIOL植入术后视觉质量与μ弦相关,而与小于0.5mm的Alpha角无关。当μ弦大于0.4mm时,眩光和光晕的发生率增加;当大于0.5mm时,患者术后视觉质量会下降[40]。中华医学会在2019年将Kappa角(μ弦)小于0.5mm或小于中央折射光学区直径的1/2纳入MIOL植入手术适应证中[36]。但Kappa角是不稳定的,容易受到瞳孔中心变化的影响。有研究发现在光线强度、散瞳等影响下,明显的瞳孔中心偏移与MIOL植入术后不良光现象的产生有关,从明到暗,瞳孔中心偏移的平均距离为0.14±0.1(0.01～0.46)mm[43]。Fischinger等[44]不建议瞳孔中心偏移较大的患者植入MIOL。可能是因为大Kappa角(μ弦)的患者在MIOL植入后,同一个衍射环内每个方向进入的光线量不同,视网膜上光分布会不平衡。在暗环境下,瞳孔放大,当瞳孔中心发生明显偏移时,Kappa角会发生明显变化,此时视网膜上光分布会更加不平衡,从而导致患者夜间视觉质量下降[42]。这意味着Kappa角(μ弦)在预测MIOL术后夜间视觉质量上可能会受瞳孔中心偏移的影响,具有不确定性。

Alpha角是光轴和视轴之间的夹角。Cervantes-Coste等[38]观察到在植入Liberty 677MY MIOL后,患者术后高阶像差值、视力等与Alpha角相关,而与μ弦无关。Miháltz等[45]研究认为Alpha角越大,MIOL植入后患者术后视觉质量越差。同时,Wang等[46]发现白内障手术前后,μ弦的大小存在差异,而Alpha角的大小和方向未见明显变化,且在一定程度上指示了囊袋中心与视轴之间的距离。因此他提出Alpha角可能才是反映术后MIOL居中性更可靠的指标。但临床上,多是基于角膜缘中心与晶状体中心相同的假设,通过测量角膜缘中心与瞳孔中心之间的距离进行估测Alpha角的大小。实际上角膜缘中心与晶状体中心并不一致,存在自然的倾斜偏心[47]。所以用角膜缘中心估测Alpha角可能是不准确的。目前所有比较Alpha角与Kappa角带来的术后视觉质量影响的文献中,由于研究中对两者的定义、使用的测量仪器、MIOL型号存在差异,因此研究结论各有不同。但考虑到Kappa角和Alpha角对术后MIOL偏心的可能影响,仍然建议可在术前同时评估两者的大小,当μ弦或Alpha角大于0.5mm时,慎重考虑植入MIOL。

虽然目前无法确定大Kappa角是否是导致MIOL偏中心的直接原因,但Bonaque-González等[5]通过对非对称MIOL进行光学模拟,发现在术前计算定制最佳眼内方向时考虑到Kappa角的大小,可以补偿其负面影响。临床上最常用于补偿大Kappa角的方法是故意将MIOL中心定位在患者的视轴上[39]。Thompson[48]报道了一种新的撕囊瞄定方法,术者可沿着患者的视轴建立同轴瞄准,并使用PPC设备以Purkinje-1为中心,精确建立以视轴为中心的PPC囊切开术,将MIOL定位在视轴上。此外,研究人员通过不断改进MIOL的光学部设计以弥补大Kappa角的影响。Garzón等[49]观察到在植入衍射FineVision POD F人工晶状体后,大μ弦(>0.3mm)的眼睛与小μ弦的眼睛相比,其屈光状态和视觉质量未见明显差异。该晶状体对较大的Kappa角具有包容性,考虑可能是因为该晶状体第一个衍射环的直径为1.125mm,比大多数MIOL衍射环的直径更大。但未来需要更多研究比较各种衍射MIOL模型证实这种假设。

5 总结与展望

综上所述,Kappa角在眼科手术中应用十分广泛。在斜视手术中,术前精确测量和考虑Kappa角可以减少斜视患者在诊疗过程中出现风险和并发症。无论远视患者还是近视患者,在不同术式的角膜屈光手术中针对不同大小的Kappa角,未来还需要继续探索发现进行Kappa角补偿的阈值,并个性化选择Kappa角补偿矢量百分比,有利于术后恢复良好的屈光状态和视觉质量。随着白内障手术发展,实现其最佳视觉质量已成为医患的共同目标,术前参考Kappa角还是Alpha角来预测术后MIOL居中性还存在争议。目前μ弦这个术语在国内还未得到广泛理解和应用,仍需继续探索μ弦在角膜屈光手术及白内障摘除联合MIOL植入术中的临床意义。相信未来随着Kappa角临床理论体系的不断完善,Kappa角(μ弦)在眼科手术中的临床价值会越来越突出。