飞秒激光辅助的散光角膜切开术

概述

散光可分为先天性散光,以及因外伤、手术、眼部疾病等导致的后天获得性散光。有报道称,在行白内障手术的患者中有64%的眼存在0. 25~1. 25D的角膜散光,有22%的眼角膜散光超过1. 5D。散光易引起视物模糊、视疲劳等不适,轻度的规则散光可以通过配戴框架眼镜或硬性角膜接触镜予以矫正,而高度散光则需要进行手术治疗。有研究表明,穿透性角膜移植术后平均散光度为4~6D,其中有8%~20%的患者需要接受散光手术治疗。

矫正散光的手术方法较多,包括人工晶状体植入术、散光角膜切开术(astigmatic keratotomy,AK)、角膜楔状切除、角膜内缝线法、准分子激光角膜磨镶术等。每种手术方式均有其适用范围和一定的局限性。对于拟行白内障手术的患者而言,选择植入带有散光的人工晶状体是最佳的治疗方式。但对于大多数患者,例如先天性散光、白内障术后和角膜移植术后的高度散光而言,在角膜上进行散光矫正是最常用的。角膜楔状切除术虽可矫正高度散光,但对于手术技巧要求较高,且有可能导致术后远期出现不规则散光,临床应用受到一定限制。准分子激光角膜磨镶术虽有较好的预测性、准确性和安全性,但多用于治疗低中度的规则散光。

相较其他手术方式而言,AK是矫正散光最常用的手术方式。据文献报道,散光矫正量可达3~5. 3D,但也有学者认为矫正量可高达10~11D。手术原理是根据“弹性半球原理”,在曲率最陡峭的子午线上作横向直形或者弓形的角膜切口,使该子午线上的曲率变平,与其垂直的子午线上曲率相应变陡,从而减小或者消除角膜散光,这一变化称之为“偶联效应”(下图)。

偶联效应示意图

偶联效应示意图

原陡峭子午线的曲率变化值与其垂直子午线的曲率变化值相比称之为偶联率,当偶联率=1时不会引起球镜度数改变,当偶联率>1时产生远视漂移,当偶联率<1时产生近视漂移。切口通常在相对应的位置做一对2mm长的直线横向切口相当于30°弓形切口矫正量,而3mm长的直线横向切口相当于45°弓形切口矫正量(下图)。由于弓形切口的可预测性更好,因此目前应用更为广泛。中等长度的切口(30°~90°)通常使偶联率接近1。切口越长,散光矫正量越大,但过长的切口可能导致晚期伤口裂开,故建议长度最好不超过90°。另外,切口越深矫正作用越大,但应注意存在角膜穿孔的危险。同时,还要考虑切口与角膜中心的距离,切口越靠近角膜中心,散光矫正量越大;但距离过近可能会引起眩光和不规则散光,造成视觉质量下降。

45°弓形切口与3mm直线切口示意图

45°弓形切口与3mm直线切口示意图

传统的AK手术方法通常是利用钻石刀手工制作角膜切口,这种方法具有简单、有效、费用低的优点。但也存在许多局限性,例如对医师的手术技巧要求较高,制作的切口形状、深度和长度均缺乏精确性和重复性,还可能导致角膜穿孔、不规则散光、欠矫或加重原有散光等情况发生。因此,探寻一种预测性更好、更安全有效的方法是眼科医师们追求的目标。

自从Harissi-Dagher和Azar等学者报道了飞秒激光辅助的AK术(femtosecond laser-assisted astigmatic keratotomy)矫正角膜移植术后散光获得可喜疗效,这项新技术备受众多学者的关注。其相较传统手术方法而言具有以下优势:

  1. 手术过程完全由电脑控制,对医师的手术技巧依赖更少;
  2. 具有更好的预测性、精确性及重复性;
  3. 能够有效地控制切口的形状、长度、深度、角度和光学区直径,实现个性化的手术;
  4. 切削精度达微米级,因此制作的切口边缘更加光滑,切削的角膜基质更少;
  5. 具有角膜开放性切削和基质内切削两种模式,前者是指切口穿透角膜上皮、前弹力层及基质层,终止于后弹力层之上,后者是指仅在基质内进行切削,保持了角膜上皮和前弹力层的完整性,从而减少了感染、上皮植入和切口裂开的风险,以及患者的不适感。

角膜开放性切削

角膜开放性切削

 

角膜基质内切削

角膜基质内切削

目前,IntraLase(美国AMO)和Femto LDV(瑞士Ziemer)具有施行飞秒激光辅助的AK术的软件系统,其他飞秒激光系统也可通过相应程序实现。IntraLase FS 30kHz系统设置的切口深度最大为400μm,从而限制了散光的矫正量。而Femto LDV和新一代IntraLase FS 60kHz、150kHz系统则不存在这一问题。由于IntraLase应用较为广泛,故本文以该系统为例对IEAK(IntraLase-enabled astigmatic keratotomy)进行介绍。IEAK可以通过该系统的角膜移植程序(IntraLase-enabled keratoplasty,IEK)或白内障弧形切口程序(laser cataract suite-arcuate incision,LCS-ARC)实现。飞秒激光可以制作两条角度对称的切口用于矫正规则散光,也可以通过参数调整制作两条角度不对称、长度不一致的切口,用于矫正不规则散光。

施行IEAK的IEK操作界面

施行IEAK的IEK操作界面

 

施行IEAK的LCS-ARC操作界面

施行IEAK的LCS-ARC操作界面

适应证和禁忌证

适应证

  1. 角膜移植术后的高度散光,IEAK主要用于矫正角膜移植术后的高散光。但应注意手术对象的选择:角膜植片透明,角膜散光稳定并>3. 5D,至少术前3个月已拆除所有缝线,无其他眼部疾病。
  2. 白内障术后散光,白内障手术即使无缝线,术后也可能因角膜切口愈合和结构重塑使原有散光加重或产生新的散光。对术后视力影响较大的角膜散光,通过IEAK术矫正可以获得满意的疗效。
  3. 先天性散光,多为规则散光,若同时存在近视,可采用准分子激光角膜磨镶手术进行矫正。如果行IEAK术,散光度最好在1. 5D以上。
  4. 其他,角膜外伤后及其他原因(如翼状胬肉术后等)引起的散光,多为不规则散光,建议采用角膜地形图或波前像差引导的准分子激光角膜磨镶术进行矫正。放射状角膜切开术(radial keratotomy,RK)后如果要行IEAK,新切口最好不要与原切口相交,否则可能带来无法预测的过矫,另外原RK切口在8条及以下的患者接受该手术效果更为理想。

禁忌证

术前需排除圆锥角膜、角膜边缘变性、蚕食性角膜溃疡或其他周围角膜变薄伴高度散光的患者。对于存在其他眼部疾病,例如青光眼、严重的干眼症、活动性的感染或炎症、睑板腺功能障碍、眼睑变形或缺损的患者,建议病情控制或治愈后再行IEAK术。另外,角膜周边9mm区厚度在1200μm以上的患者,可能术后会存在欠矫,因此应慎行IEAK术。

术前检查及手术方案的设计

术前需要进行眼部的全面检查,包括常规裂隙灯显微镜眼前节检查、眼压测量、电脑及主觉验光确定屈光度、角膜曲率计检查、超声角膜测厚仪测量角膜中央及切口处角膜厚度、角膜地形图等。

IEAK切口的边切角一般设定为75°~90°,但也有学者认为使用135°倾斜的边切角更有利于术后切口的稳定性。切口位置、深度、长度以及光学区直径等参数需要根据检查结果进行设定。矫正先天性散光时,光学区直径一般为6~7mm。矫正穿透性角膜移植术后形成的散光时,虽然有少数学者用角膜刀在受体角膜上制作切口获得了不错的效果,但大多数学者主张切口应位于供体与受体角膜的交界处向内0. 5~1mm的供体角膜上。手术方案的设计还可以在眼前段OCT(anterior segment optical coherence tomography,AS-OCT)的辅助下进行。

首先,在AS-OCT的图像上根据拟定的治疗区直径,利用卡尺工具在该处测量并确定切口深度。然后,根据计算表来设置治疗参数,并根据散光度数和患者的年龄进行适当的调整。值得注意的是,目前IEAK尚没有公认的散光矫正的标准方案。对于先天性散光可以参考表16-1进行矫正,但对于角膜移植术后进行散光矫正的患者而言,切口长度应该更短,深度应该更浅一些,因为此时切口一般选择在移植角膜边缘内侧,距离光学中心较近,而不像常规AK手术在周边角膜,如果切口很深可能导致术后伤口不稳定甚至裂开。随着手术经验的累积,医师们可以根据不同的患者情况制订出属于自己的手术方案。

矫正先天性散光计算表

注:此计算表根据Lindstrom表修改,可按照年龄进行适当调整:30岁以下每减少1岁增加0. 05D,30岁以上每增加1岁减少0. 05D,50岁以上每增加1岁减少0. 02D

手术方法

术前需预先用甲紫标记角膜缘,消除术中因眼球旋转带来影响。手术在表面麻醉下进行。患者就像接受激光近视手术一样平躺在手术显微镜下。然后,进入IEK或LCS-ARC程序,输入治疗参数(包括光学区直径、能量、切口位置、弧长、深度、边切角度等),选择开放性或者基质内切削的模式。放置负压吸引环及压平锥镜,根据治疗屏幕上显示出的切口位置,轻轻转动眼球,使散光轴位完全对齐。接着根据瞳孔中心调整并下压压平锥镜。发射飞秒激光,待切口制作完成后,移开负压环和压平锥镜。最后,对于角膜开放性切削者可以用Sinskey钩将切口分离。术后常规使用抗生素和糖皮质激素眼液点眼数周。

IEAK治疗参数及示意图

IEAK治疗参数及示意图

手术效果

许多研究结果显示飞秒激光辅助的AK术可以获得满意的疗效。2008年,Harissi-Dagher和Azar报道了应用IEAK术矫正2例穿透性角膜移植术后散光的治疗结果,最佳矫正视力(best corrected visual acuity,BCVA)分别从20/100提高到20/30和从20/200提高到20/60,散光度数分别减少了3. 6D(从8. 5D减少至4. 9D)和2. 7D(从7. 0D减少至4. 3D)。Kymionis等应用IntraLase 30kHz系统治疗角膜移植术后不规则散光患者1例,切口深75%,长60°,一条从180°到240°,另一条从320°到20°,术后BCVA从20/50升至20/32,散光度数从4. 0D减少至0. 5D。

有学者将IEAK与角膜刀AK术后情况进行对比分析,发现可能在散光轴位的矫正方面,飞秒激光更具有优势。Bahar等对接受飞秒激光或角膜刀AK的40只眼作回顾性分析,发现术后裸眼视力(uncorrected visual acuity,UCVA)和BCVA的提高值只有飞秒组具有统计学意义,另外角膜刀组术后散光轴位表现为由顺规向逆规的偏移,而飞秒组的轴位则更为居中(既不偏向顺规也不偏向逆规)。在Hoffart等进行的一项前瞻性研究中,发现虽然术后飞秒组和角膜刀组UCVA、BCVA以及角膜散光矫正量差异均无统计学意义(P>0. 05),但与飞秒组相比,角膜刀组矫正散光轴向的绝对角度误差值(angle of error,AE)可能更大(飞秒组为6. 78°±4. 07°,角膜刀组为15. 83°±9. 20°,P=0. 052)。

上述内容主要是评价矫正角膜移植术后散光的效果,目前也有少量IEAK矫正先天性散光以及白内障术后散光疗效的报道,虽然这方面的研究不多,但手术效果是令人鼓舞的。Abbey等为一位先天性散光患者施行IEAK术,双眼散光术前均为5. 25D,术后1年分别减少2. 5D及3. 0D,UCVA术前分别为数指以及20/200,术后1年分别提高至20/50及20/30。Rückl等对16例先天性或白内障术后散光患者施行IEAK术,术后随访6个月,发现全眼散光从术前的(1. 41±0. 66)D减少为(0. 33±0. 42)D(P<0. 001),角膜散光从术前的(1. 50± 0. 47)D减少为(0. 63±0. 34)D(P=0. 002),同时患者的满意度非常高。

并发症

IEAK的并发症包括角膜水肿、疼痛、畏光、炎症反应、上皮植入、上皮损伤、感染、微穿孔和全层穿孔、移植排斥反应、过矫以及欠矫等。Nubile等对12例角膜移植术后患者施行飞秒激光辅助的AK术,切口深度为90%,飞秒激光完成切口制作后,在切口分离过程中发生了2例微穿孔,配戴绑带角膜接触镜后自行愈合,只是在1周内出现了轻微、短暂的炎症反应,没有出现免疫排斥反应,在随后6个月的随访过程中发现伤口愈合情况和临床检查结果都没有异常。他认为微穿孔是在切口分离过程中继发产生的,而不是飞秒激光直接导致的。Kumar等报道,在角膜移植术后施行IEAK的37只眼中有8%发生了排斥反应,糖皮质激素点眼后得以缓解。24%的眼因为过矫接受了切口的再缝合。经过调整参数后,在接下来的手术中过矫率降至11%。他还发现在过矫的眼中,有三分之二属于圆锥角膜,提示角膜扩张可能导致过矫的风险增加。

目前为止,只有Vaddavalli等报道了由于飞秒激光导致的角膜全层穿孔。穿孔是在用Sinskey钩打开切口时看到房水渗漏才发现的,但在切口打开前,Vaddavalli就观察到前房出现了气泡。因此,前房出现气泡可能预示着角膜出现了全层的穿孔。术后,患者配戴了绑带角膜接触镜,并局部点用糖皮质激素及抗生素。术后1个月,所有切口愈合良好,没有出现感染的情况。

然而有的研究者也报道,飞秒激光辅助的AK术中及术后均未出现并发症。提示我们,其并发症是可以尽量避免的。首先,术前合理的设计手术方案和仔细检查切口处的角膜厚度是非常重要的。其次,在手术过程中如果观察到前房出现气泡,那么可能存在角膜全层穿孔的情况,此时不可再分离切口,应立即采取措施闭合切口。

高度散光,无论是先天性还是后天获得性的,都可以通过手术进行矫正。AK术是目前主要的手术方法。相对于传统角膜刀AK而言,飞秒激光辅助的AK术具有更高的有效性、安全性、精确性和可预测性,为散光的治疗开辟了新的途径。但其价格较高,且与其他手术联合使用时效果怎样还需进一步研究。另外,目前还没有公认的IEAK矫正散光计算表,将来能否实现角膜地形图引导的智能化IEAK手术,也需人们进一步的探索和研究。

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