角膜生物力学分析仪评估SMILE与FS-LASIK术后角膜生物力学的变化

李文静,刘 洋,王政来,张金金,马 臻,周玲婕,蔡 博,庄文娟

0 引言

近视是目前全球关注的一个重大公共卫生问题,全世界约有14.06亿人患有近视,约占世界人口的22.9%[1],而我国也是一个近视大国[2],随着人们对生活质量的要求越来越高, 更多的人会选择角膜屈光手术进行近视矫正。飞秒激光小切口角膜基质透镜取出术(small incision lenticule extraction, SMILE)和飞秒激光制瓣准分子激光原位角膜磨镶术(femtosecond laser-assisted laserinsitukeratomileusis, FS-LASIK)作为目前临床上主流的角膜屈光手术得到越来越广泛的认可[3],但术后由于角膜厚度变薄导致的生物力学稳定性降低而发生的医源性角膜扩张[4]等严重并发症也同样被屈光医师越来越重视。关于SMILE和FS-LASIK术后的角膜生物力学特性的改变,Liu等[5]研究发现两组患者术后角膜生物力学稳定性没有显著差异,而He等[6]发现与FS-LASIK相比,SMILE术后角膜生物力学更加稳定,因此本研究通过可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)对中度近视患者SMILE和FS-LASIK手术前后角膜生物力学相关参数进行观察,分析两种手术术后生物力学的变化特点,试图为临床上个性化的屈光手术方式选择提供更多的理论依据。

1 对象和方法

1.1对象前瞻性研究。选取2020-11/2021-11在宁夏眼科医院视光中心就诊且行FS-LASIK或SMILE中度近视患者65例130眼作为研究对象,考虑双眼存在关联,双眼同时满足条件选右眼进行研究,按照患者自愿选择手术方式的不同,分为SMILE组30眼,FS-LASIK组35眼。纳入标准:(1)年龄:18～45岁;(2)术前等效球镜-3.00～-6.00D;(3)1a以内屈光度变化≤0.5D;(4)术前最佳矫正视力(best corrected visual acuity,BCVA)≥0.8;(5)术前软性角膜接触镜停戴2wk以上,硬性角膜接触镜停戴4wk以上,角膜塑形镜停戴3mo以上。排除标准[7]：(1)术前角膜厚度<480μm,预计术后角膜残留基质床厚度<280μm;(2)严重的角膜疾病,任何眼手术史、眼肿瘤史、眼前节疾病、活动性眼部病变或感染、眼底病变者;(3)处于妊娠期和产后哺乳期。本研究符合《赫尔辛基宣言》,已获得本院伦理委员会批准(批准号:2020-KY-GZR019),所有患者均签署知情同意书。

1.2方法所有患者术前均行裸眼视力(uncorrected visual acuity, UCVA)、综合验光、非接触式眼压、裂隙灯检查、三面镜眼底检查、眼轴、OCT、角膜地形图(Pentacam)和新型可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)等常规检查。术前常规冲洗结膜囊、消毒,采用4g/L盐酸奥布卡因表面麻醉。手术室的温度和湿度均控制在机器要求的正常范围之内,术前机器均完成能量测试。所有患者手术均由同一位有经验的医生完成。

1.2.1SMILE手术方法采用Visu Max飞秒激光机器。(1)患者仰卧位,头位固定后铺无菌洞巾,嘱患者注视固视灯,行双眼中心定位后非压平锥镜吸引并固定眼球;(2)透镜和角膜帽参数设定为:透镜直径为6.0～6.5mm,角膜帽厚度为120μm,直径大于透镜1mm;(3)激光扫描的顺序为透镜后表面、透镜边切及前表面,最后在120°位置形成角膜小切口,宽度2.0mm;扫描完成后经小切口分离并取出透镜,术毕妥布霉素地塞米松滴眼液点眼。

1.2.2FS-LASIK手术方法采用Wavelight FS200联合Wavelight EX500准分子激光系统。(1)患者仰卧位,固定头位,铺无菌洞巾,负压环检测完成后负压环吸引眼球形成第一负压,显微镜下将术眼角膜置于视野中央移动手柄形成第二负压飞秒激光扫描制作角膜瓣,角膜瓣参数设置为厚度100～105μm,大小依据术前患者角膜及屈光度个性化设置;(2)虹膜恢复器钝性分离并掀开角膜瓣,Wavelight EX500准分子激光切削角膜组织,平衡盐溶液冲洗角膜基质面,复位角膜瓣,术毕妥布霉素地塞米松滴眼液点眼。

1.2.3术后用药所有患者术后使用0.3%左氧氟沙星滴眼液4次/天,共2wk;0.1%氟米龙滴眼液4次/天,每周递减1次,共1mo;0.1%玻璃酸钠滴眼液4次/天,共1mo,个别患者根据术后复查情况药物有所调整。

1.2.4观察指标分别于术后1、3mo对所有患者进行UCVA、眼压(intraocular pressure, IOP)、电脑验光、裂隙灯显微镜、角膜生物力学检查。每种设备检查均由同一位专业熟练的技师完成。Corvis ST检查过程:受检者将下颌置于下颌托上,前额紧贴额托,多次眨眼后睁开双眼注视红色固视目标,直到屏幕中4条线交叉处的圆圈中间显示“+”字,自动检测并获得测量结果。每例患者每眼测量3次质量“OK”后取平均值进行统计分析。所得生物力学参数包括中央角膜厚度(central corneal thickness, CCT)、综合半径(integrated radius, IR)、反向凹面半径(inverse concave radius, ICR)、最大压陷曲率半径(central curvature radius at highest concavity, HC-Radius)、形变幅度比值(deformation amplitude ratio 2mm, DAR2)、硬度指数(stiffness parameter at first applanation,SP-A1)、相关厚度-水平方向(ambrosio relational thickness,ARTh)值。

2 结果

2.1两组患者术前基线资料比较本研究收集中度近视患者65例65眼,FS-LASIK组35例35眼,年龄18～37岁,等效球镜-3.00～-5.75D;SMILE组30例30眼,年龄18～39岁,等效球镜-3.00～-5.50D。两组患者术前基线资料以及角膜生物力学指标比较差异均无统计学意义(P>0.05),见表1～7。

表1 两组患者术前基线资料比较

2.2两组患者手术前后角膜生物力学参数比较

2.2.1两组患者手术前后IR比较两组患者手术前后IR组间比较差异无统计学意义(F组间=1.956,P组间=0.167),时间和交互作用比较差异有统计学意义(F时间=186.149,P时间<0.001;F交互=4.286,P交互=0.018)。SMILE组术后1、3mo IR值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.161)。FS-LASIK组术后1、3mo IR值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.533),见表2。

表2 两组患者手术前后IR比较

2.2.2两组患者手术前后ICR比较两组患者手术前后ICR组间和交互作用比较差异均无统计学意义(F组间=0.002,P组间=0.965;F交互=1.533,P交互=0.223),时间比较差异有统计学意义(F时间=48.954,P时间<0.001)。SMILE组术后1、3mo ICR值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.227)。FS-LASIK组术后1、3mo ICR值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.528),见表3。

表3 两组患者手术前后ICR比较

2.2.3两组患者手术前后DAR2比较两组患者手术前后DAR2组间和交互作用比较差异均无统计学意义(F组间=0.562,P组间=0.456;F交互=0.614,P交互=0.544),时间比较差异有统计学意义(F时间=129.026,P时间<0.001)。SMILE组术后1、3mo DAR2值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=1.000)。FS-LASIK组术后1、3mo DAR2值均较术前明显增加,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=1.000),见表4。

表4 两组患者手术前后DAR2比较

2.2.4两组患者手术前后SP-A1比较两组患者手术前后SP-A1组间和交互作用比较差异均无统计学意义(F组间=0.000,P组间=0.997;F交互=1.492,P交互=0.233),时间比较差异有统计学意义(F时间=108.967,P时间<0.001)。SMILE组术后1、3mo SP-A1值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.728)。FS-LASIK组术后1、3mo SP-A1值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=1.000),见表5。

表5 两组患者手术前后SP-A1比较

2.2.5两组患者手术前后ARTh比较两组患者手术前后ARTh组间和交互作用比较差异均无统计学意义(F组间=1.169,P组间=0.284;F交互=0.864,P交互=0.426),时间比较差异有统计学意义(F时间=243.832,P时间<0.001)。SMILE组术后1、3mo ARTh值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=1.000)。FS-LASIK组术后1、3mo ARTh值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.838),见表6。

表6 两组患者手术前后ARTh比较

2.2.6两组患者手术前后HC-Radius比较两组患者手术前后HC-Radius组间和交互作用比较差异均无统计学意义(F组间=0.247,P组间=0.621;F交互=0.910,P交互=0.408),时间比较差异有统计学意义(F时间=68.691,P时间<0.001)。SMILE组术后1、3mo HC-Radius值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=0.052)。FS-LASIK组术后1、3mo HC-Radius值均较术前明显降低,差异均有统计学意义(P<0.001),术后3mo与术后1mo比较差异无统计学意义(P=1.000),见表7。

表7 两组患者手术前后HC-Radius比较

2.3两组患者术后3moCCT与生物力学参数相关性分析两组患者术后3mo CCT(FS-LASIK组:438.47±29.69μm;SMILE组:453.56±32.82μm)与SP-A1、ARTh均呈正相关,与IR和ICR均呈负相关(P<0.05),见图1、表8。

表8 两组患者术后3mo CCT与生物力学参数相关性分析

3 讨论

本研究应用Corvis ST观察中度近视患者SMILE和FS-LASIK术后角膜生物力学参数的变化,研究结果显示SMILE组与FS-LASIK组术后生物力学稳定性均下降,与既往报道[8]相一致。

本研究发现FS-LASIK术后IR、ICR和DAR2值较术前增加,SP-A1、ARTh和HC-Radius值较术前降低,表明FS-LASIK术后角膜生物力学稳定性下降。FS-LASIK制作角膜瓣时切断周边部纤维组织连接只保留角膜瓣蒂所在部位的胶原纤维,同时激光切削对基质层胶原纤维造成一定损伤,使得角膜黏度和弹性减弱,术后角膜的抗张力减小导致角膜生物力学稳定性下降。本研究发现SMILE术后IR、ICR和DAR2值明显增加,SP-A1、ARTh和HC-Radius值明显降低表明SMILE术后角膜生物力学稳定性下降,与Abd El-Fattah等[9]研究结果相似。分析原因可能是SMILE术中飞秒激光制作基质透镜时切断角膜帽与残余基质间的胶原纤维,使得角膜基质中央区贴合较周边松弛,导致角膜的黏合力下降,生物力学稳定性降低;有研究者提出SMILE透镜取出后基质床与帽之间残留一个潜在的腔隙[10],推测这个腔隙与角膜生物力学特性改变有关。Cao等[11]应用Corvis ST观察SMILE和FS-LASIK术中角膜生物力学变化,发现基质透镜制作和角膜瓣制作后生物力学参数较术前未见显著变化,当基质透镜取出及飞秒激光切削后DAR2和ICR值较术前明显下降,HC-Radius值较术前明显增加,说明屈光术后角膜生物力学降低与基质透镜取出和飞秒激光切削有很大关系,这与我们的结果相符。ARTh和SP-A1评估角膜硬度的重要参数,IR和ICR反应角膜抵抗形变的能力。我们研究发现ARTh和SP-A1与术后CCT呈正相关,IR和ICR与术后CCT呈负相关,这与之前的研究结果一致[9]。可能角膜屈光术后CCT减少,使得角膜抗形变能力下降,从而导致生物力学稳定性下降。

研究发现,在中度近视患者中SMILE和FS-LASIK两组术后生物力学参数之间没有显著差异,这表明两种手术方式对角膜生物力学的影响没有差异。本研究结果与Pedersen等[12]相似,其应用Corvis ST对SMILE和FS-LASIK术后反向曲率半径、第一压平时间、第二压平时间等参数进行比较,同样发现两种手术术后角膜生物力学参数无明显差异。然而,有研究认为与FS-LASIK相比,SMILE不掀开角膜瓣,使得前部基质胶原的连续性得到最大程度的保留[13],具有更好的角膜生物力学性能[14],与我们的结果不一致。可能由于两个研究使用的测量工具不同,李福生等[14]研究中采用的眼反应分析仪(ORA)测量工具不能观察角膜受外力作用时的动态变化过程,有学者认为ORA到目前还没有建立测量参数与经典生物力学参数之间的有效关系,无法直接反映角膜生物力学特性[15]。也有可能是研究对象未进行屈光度的选择,角膜屈光术后生物力学的变化不仅与残余基质层厚度有关,还可能与术中激光切削量等因素有关[16]。

本研究发现来把两组患者术后1、3mo角膜生物力学参数比较差异无统计学意义。Cao等[11]应用Corvis ST随访观察FS-LASIK组和SMILE组各30例患者,发现术后1mo ICR、DAR2及HC-Radius值与术后3mo无差异,与我们的研究结果一致,说明两种术式术后1mo时角膜生物力学已趋于稳定。

本研究也有一定的局限性,样本量相对较小且观察时间较短,我们将继续扩大样本量并且延长随访时间观察角膜屈光术后生物力学特性和不同程度近视之间的相关性。在研究设计上,我们对角膜厚度、切削深度可以分组讨论,为临床上个性化的屈光手术方式的选择提供更多可参考的理论依据。

综上所述本研究发现对于中度近视患者来说,SMILE与FS-LASIK手术均会导致术后角膜生物力学稳定性降低,但两种手术方式对角膜生物力学的影响无明显差异,并且于术后1mo时已趋于稳定。