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不同设备引导个性化非球面人工晶体选择的可行

发布时间:2016-12-17      文章来源:未知

【摘要】 目的 采用Atlas9000角膜地形图系统或Pentacam眼前节分析系统测量白内障患者术前角膜球差,根据角膜球差选择不同的非球面IOL,探讨这两种设备引导个性化非球面IOL选择使术后全眼球差接近零的可行性。方法 前瞻性病例系列研究。收集在我院就诊拟行手术治疗的年龄相关性白内障患者59例(59眼),将患者随机分为2组,术前1天分别采用Atlas9000及Pentacam测量6.0mm直径角膜球差,并根据角膜球差植入不同球差的非球面IOL。角膜球差≥+0.235um者植入Tecnis Z9003 IOL,角膜球差<+0.1um者植入Rayner 970C IOL;角膜球差≥+0.1um并<+0.235um的患者,植入Acrysof IQ IOL。术后3个月观察2组患者的裸眼视力、最佳矫正视力、等效球镜值及6.0mm瞳孔直径时的全眼球差。采用配对样本t检验及独立样本t检验对相关数据进行统计学分析。结果  Atlas9000及Pentacam组术后全眼球差分别为0.012±0.058um、 0.010±0.067um,2组之间差异无统计学意义(P=0.898)。2组患者全眼球差的预测值与测量值相比,差异均无统计学意义(P>0.05)。Atlas9000及Pentacam组术后全眼球差预测误差分别为 0.016±0.047um、0.013±0.051 um,差异无统计学意义(P=0.761)。 结论 采用Atlas9000角膜地形图系统或Pentacam眼前节分析系统测量术前角膜球差,根据角膜球差个性化选择非球面IOL,术后均可获得预期的结果。
【关键词】 超声乳化白内障吸除术;晶体,人工;球差
Feasibility of Aspheric Intraocular Lens Selection Based on Corneal Spherical Aberration derived from Two Different Device
Abstract】Objective To determine  based on preoperative corneal spherical aberration derived from Atlas9000 or Pentacam, the feasibility of customized selection of aspheric IOLs with the intent of achieving total ocular spherical aberration of zero. Methods It was a prospective case series study. Fifty-nine eyes of fifty-nine age-related cataract patients in our department were included. The patients were randomly divided into 2 groups. Corneal spherical aberration was measured at the 6-mm optical zone with Atlas9000 or Pentacam respectively 1 day before surgery, and one of three aspheric IOLs was chosen so the postoperative total ocular spherical aberration came closest to zero. The Tecnis Z9003 was the lens of choice for corneal spherical aberration≥+0.235um,whereas the Rayner 970C IOL was selected for corneal spherical aberration<+0.1um. For eyes with corneal spherical aberration≥+0.1um and <0.235um,the Acrysof IQ IOL was selected. UCVA、BCVA、spherical equivalent refraction、and a dilated measurement of total ocular spherical aberration for a 6-mm pupil of both group were examined 3 months postoperatively. Paired sample t-test and independt samples t-test were used to analyze the relevant data. Results The mean total postoperative ocular spherical aberration measured 0.012±0.058um for the Atlas9000 group and 0.010±0.067um for the Pentacam group, the difference was not statistically significant(P=0.898).There was no statistically significant difference between the predicted value and measured value of total ocular spherical aberration for both group(P>0.05). The mean predictive error of the postoperative total spherical aberration was 0.016±0.047um and 0.013±0.051um respectively, and no statistically significant difference was noted between the two groups(P=0.761). Conclusion According to preoperative corneal spherical aberration derived from Atlas9000 or Pentacam, customized selection of aspheric IOLs is feasible and produces favorable results.
Key words】  Phacomulcification;Lens, intraocular;Spherical aberration
        随着超声乳化手术及人工晶体技术的发展,白内障手术已发展为晶体性的屈光手术。现代白内障手术的目标不仅仅是恢复清晰的视力,还包括获得更好的视觉质量。传统的球面IOL具有正球差,植入后会增加全眼球差[1],而非球面IOL由于特殊的设计,具有零球差或负球差,植入后可减少全眼球差[2]。尽管目前白内障术后的最适宜球差尚不明确,但研究证实对术后接近正视的患者,降低全眼球差可提高对比敏感度,改善视觉质量[3-5]。但不同患者角膜球差不同,如果盲目植入相同球差的IOL,则会导致部分患者术后全眼球差增加,视觉质量下降,因此有必要根据术前角膜球差个性化选择非球面IOL。本研究采用Atlas9000角膜地形图系统及Pentacam眼前节分析系统测量术前角膜球差,根据角膜球差植入不同的非球面IOL,使术前角膜球差与所植入非球面IOL球差之和接近零。通过观察术后全眼球差预测值与测量值的一致性,探讨这两种设备引导个性化非球面IOL选择的可行性。
1  资料与方法
1.1 病例资料:前瞻性病例研究。连续收集2013年1月~6月在我科就诊拟行白内障超声乳化手术的患者60例(60眼)。采用随机数字表法将患者随机分为2组,每组30例,术前1天分别采用Atlas9000角膜地形图系统(德国Zeiss公司)及Pentacam眼前节分系统(德国Oculus公司)测量6.0mm直径角膜球差,并根据角膜球差植入不同的非球面IOL。角膜球差≥+0.235um者植入Tecnis Z9003 IOL(AMO公司),球差为-0.27um;角膜球差<+0.1um者植入Rayner 970C IOL(Rayner公司),球差为零;角膜球差≥+0.1um并<+0.235um的患者,植入Acrysof IQ IOL(Alcon公司),球差为-0.20um。
病例入选标准:年龄相关性白内障,散瞳下瞳孔直径≥6.0mm。病例排除标准:1)患有影响视力的眼部疾病如弱视、青光眼、黄斑变性、糖尿病性视网膜病变等;2)患有可能会影响术后IOL居中性的疾病如假性囊剥脱;3)角膜疾患如角膜云翳、角膜变性、累及角膜的翼状胬肉等;4)角膜散光大于1.0D;5)既往有屈光或内眼手术病史;6)术中或术后出现并发症如后囊膜破裂、IOL偏位、后囊膜混浊等。所有患者均签署知情同意书。
术前其他检查包括视力、眼压、屈光状态、角膜内皮细胞计数、详细的裂隙灯及眼底检查。采用A超或IOL Master测量角膜曲率、前房深度及眼轴长度,SRK-T或Holladay公式计算IOL度数。
1.2 手术方法:所有手术均由同一位经验丰富的医师完成。表面麻醉后,11点位行隧道式透明角膜切口,长3.2mm,2点位行侧切口,前房注入玻璃酸钠维持前房深度及保护角膜内皮细胞,行直径5.5mm连续环形撕囊以预防后囊膜混浊及保持IOL居中,水分离水分层后,采用WhiteStar超声乳化机(美国眼力健公司)乳化吸除混浊晶体,囊袋内植入非球面IOL,水密切口。术后滴用妥布霉素地塞米松滴眼液及双氯芬酸钠滴眼液1个月。
1.3 观察指标:术后3个月随访并进行以下检查。采用国际标准视力表检查5m远处裸眼视力(uncorrected visual acuity, UCVA),验光确定屈光状态及最佳矫正视力(best corrected visual acuity, BCVA)。并进行详细的裂隙灯、眼底及眼压检查。 散瞳状态下采用WASCA波前像差仪(德国Zeiss公司)测量患者6mm瞳孔直径全眼球差,此像差仪是基于Hartmann-Shack原理设计的波前像差测量系统。采集数据前要求患者迅速眨眼1~2次以减轻泪膜对像差测量结果的影响,每只眼重复测量3次,取平均值。
1.4 统计学方法:采用SPSS16.0软件进行统计学分析。计量资料采用x±s表示。采用配对样本t检验检测2组内术后全眼球差预测值与测量值的差异,独立样本t检验检测2组间术后全眼球差及预测误差的差异,P<0.05为有统计学意义。
2  结果
2.1 患者的一般情况:60例患者中有1例术后出现后囊膜混浊,数据予以剔除。最后符合纳入排除标准的患者共有59例(59眼),Atlas组30例(30眼),Pentacam组29例(29眼)。其中男性25例,女性34例,年龄范围53~78岁,平均68±7岁。
2.2 术后视力:术后3个月Atlas9000及Pentacam组的裸眼视力分别为4.890±0.080及4.903±0.078,最佳矫正视力分别为4.993±0.069及5.003±0.073,等效球镜值分别为-0.43±0.36D及-0.39±0.42D,差异均无统计学意义。(P>0.05)(表1)
              表1 Atlas9000及Pentacam组术后视力及等效球镜值

                    Atlas9000组         Pentacam组         t值          P值                      
UCVA              4.890±0.080        4.903±0.078         0.653       0.516  
BCVA              4.993±0.069        5.003±0.073        0.546       0.587
等效球镜值         -0.43±0.36D        -0.39±0.42D        0.403       0.688
2.3 球差测量
2.3.1 术前角膜球差:Atlas9000组平均术前角膜球差为0.270±0.072um,Pentacam组平均术前角膜球差为0.264±0.081um,差异无统计学意义(t=0.313,P=0.756)。
2.3.2 术后全眼球差:术前角膜球差与所植入IOL球差之和为全眼球差预测值,术后采用WASCA波前像差仪测量所得值为全眼球差测量值。预测值与测量值之差为预测误差。1) Atlas9000及Pentacam组术后全眼球差预测值分别为0.028±0.041um、0.022±0.046um,测量值分别为0.012±0.058um、0.010±0.067um,预测值与测量值之间差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。2)2组术后全眼球差测量值之间差异无统计学意义(t=0.129,P=0.898)。3) Atlas9000组术后全眼球差在±0.1um范围内的比例为86.7%,Pentacam组为89.7%。
             表2 Atlas9000及Pentacam组术后球差预测值与测量值(x±s)(um)

   组别          预测值         测量值         预测误差        t值      P值  
Atlas9000组    0.028±0.041    0.012±0.058    0.016±0.047      1.821    0.079
Pentacam组    0.022±0.046    0.010±0.067     0.013±0.051      1.321   0.197
 
2.3.3 预测误差:Atlas9000及Pentacam组全眼球差预测误差分别为0.016±0.047um、0.013±0.051um,Pentacam组较Atlas9000组预测误差略小,但2组间差异无统计学意义(t=0.418,P=0.761)。
3  讨论:
        波前像差技术在眼科的应用促进了对角膜及全眼像差的认识。全眼像差主要由角膜及晶状体像差组成,正常人眼高阶像差较低,其中以球差较为明显[6]。研究发现,年轻人眼的角膜球差为正值,晶状体球差为负值,二者的互补使得全眼的球差处于较低的水平,从而保持良好的视觉质量[7]。随年龄增长,人眼球差发生变化。角膜球差在一生中较稳定,而晶状体球差由负值逐渐转变为正值,失去了对角膜球差的补偿作用,从而导致视觉质量的下降[8]。传统的球面IOL由于各个径线曲率相同,具有正球差,植入眼内后会增加全眼球差,而非球面IOL通过对前表面或后表面进行修饰,使其在不同径线曲率不同,具有零球差或负球差,植入后可减少全眼球差[2]
        目前可供临床应用的有4种不同球差的非球面IOL,球差依次为-0.27um,-0.20um,-0.18um及零。大量的研究证实,与球面IOL相比,这4种非球面IOL植入后可降低全眼球差,提高术后视觉质量[9-11]。通过对696眼的观察,Beiko等报道6.0mm直径时角膜球差的正常值为0.274±0.089um[12]。Kingston等[13]观察了1124眼的角膜球差,发现91%的眼角膜球差为正值,9%为负值。Bottos等[14]通过观察屈光手术前后角膜球差的变化发现,屈光手术前角膜球差的范围为+0.03~+0.61um,而术后角膜球差范围为-0.58um~+1.02um。由此可见,不同患者的角膜球差差异很大,且部分患者尤其是部分屈光手术后患者角膜球差为负值,如果这些患者在面临白内障手术时不加选择的植入相同的非球面IOL,势必会导致部分患者术后全眼球差增加。因此有必要根据术前角膜球差个性化植入非球面IOL。目前关于白内障术后的最佳球差值仍有争议。一部分学者认为术后+0.1um球差是最适宜球差,一项针对超视力人群的研究表明,该人群全眼球差为+0.1um[3],Beiko等[15]研究发现术后保留+0.1um球差可明显提高暗光及亮光下的对比敏感度。但Peirs等[5]采用自适应光学研究发现,当全眼球差为零时,对比敏感度最佳。可以明确的是,适当的降低术后全眼球差可以提高对比敏感度,改善术后视觉质量[4]
        要想正确选择非球面IOL,获取术后目标球差,准确测量术前角膜球差是必不可少的。
        Atlas9000是基于Placido盘设计的计算机辅助角膜地形图仪,具有独特的锥焦系统,可根据角膜前表面与理想表面的差异获取角膜前表面高度及像差数据。该设备每秒可扫描15幅图像,并自动选择4幅最佳图像显示在结果中。Pentacam通过Scheimpflug三维成像系统对眼前节进行360度扫描,可根据角膜前后表面的高度计算得到角膜前后表面及全角膜像差。该设备2秒内可以完成25次扫描,每幅图像包含2740个数据点。二者测量角膜像差的重复性及一致性较高[16]
        采用不同设备引导个性化非球面IOL选择并比较二者的差异,国内外鲜有报道。Packer等[17]采用i-Trace视功能分析仪测量白内障患者术前角膜球差,植入3种不同的非球面IOL,使术前角膜球差与所植入非球面IOL球差之和接近零,结果显示术后全眼球差为-0.013±0.072um,93.3%的眼术后全眼球差在±0.1um之内。Solomon[18]采用OPD-Scan测量角膜及全眼球差,并采用Packer等[17]的方法选择非球面IOL,研究发现术后全眼球差为0.019±0.051um,全眼球差预测误差为0.025±0.020um,40眼中有37眼术后全眼球差在±0.1um之内,其余3眼术前角膜球差均大于0.37um。以上研究均为根据角膜前表面球差选择非球面IOL,未将角膜后表面球差纳入观察范围。本研究所采用Atlas9000可测量角膜前表面球差,Pentacam则可同时获取角膜前、后表面及全角膜球差。本研究显示,Atlas9000及Pentacam组术后全眼球差预测值分别为0.028±0.041um、0.022±0.046um,测量值分别为0.012±0.058um、0.010±0.067um,预测值与测量值之间差异无统计学意义,且2组术后全眼球差测量值之间差异无统计学意义。Atlas9000组术后全眼球差在±0.1um范围内的比例为86.7%,Pentacam组为89.7%。表明这两种设备引导个性化非球面IOL植入,术后均能达到预期的结果。
        本研究发现,Atlas9000与Pentacam两组相比,Pentacam组全眼球差的测量值与预测值更接近,分析原因可能有以下几个方面:1)角膜后表面球差的影响。Pentacam眼前节分析系统可以同时测量角膜前后表面球差,并综合前后表面球差获得全角膜球差数据,因此能更全面的反映角膜球差的大小。关于角膜后表面球差的大小及对全角膜球差的影响,目前仍然存在争论。Juhasz等[19]研究发现角膜前表面球差为正,后表面球差为负,可以部分抵消前表面球差,因此全角膜球差值略小于角膜前表面球差。但是,Nemeth等[20]的研究则表明角膜后表面球差在年轻人眼为负值,随年龄增长逐渐变为正值。可以明确的一点是,角膜球差以前表面球差为主,后表面球差值较小,对全角膜球差的影响较小。本研究结果也证实了以上观点。本研究发现,无论采取角膜前表面还是全角膜球差引导个性化非球面IOL选择,术后都能达到预想的结果,且两组之间预测误差无统计学差异。2)不同测量设备间的差异。不同设备测量像差原理及方法不同,所获取数据之间也会存在差异。Jong等[16]对比了包括Atlas及Pentacam在内的4种眼前节分析系统,观察4种仪器测量角膜前表面像差的重复性及一致性。结果表明Atlas与Pentacam测量结果的一致性最好,二者测量所得的角膜前表面球差数据平均差异为0um。其中Pentacam测量的重复性最佳。Domenech等[21]的研究也发现在5.0mm瞳孔直径时,Atlas与Pentacam的高阶像差测量结果差异几乎为0um。在本研究中,Atlas9000组平均术前角膜球差为0.275±0.056um,Pentacam组平均术前角膜球差为0.260±0.043um,两组间差异无统计学意义,表明两个设备的差异较小,对术前角膜球差测量结果的一致性无明显影响。3)测量误差。像差测量的准确性受泪膜、患者主观配合及系统误差等影响[22],也会对测量结果的准确性造成影响。
        产生预测误差的原因除与两种设备的差异有关外,还包括手术诱导的角膜球差及IOL的倾斜与偏心。Packer等[17]认为,手术诱导的角膜球差是产生预测误差的主要原因。如果手术诱导的角膜球差为零,则根据角膜球差个性化选择非球面IOL会有更高的准确性。此外,IOL的倾斜和偏心也会对像差造成影响,尤其是在植入负球差非球面IOL的情况下。研究显示负球差非球面IOL偏离视轴0.5~1.0mm会导致更高或更低的像差[23]。因此,术者应努力提高自己的手术技巧,减少手术诱导的角膜球差,尽量避免IOL的倾斜和偏心,从而减少预测误差,提高个性化选择非球面IOL的准确性。
本研究未观察Atlas9000与Pentacam测量角膜球差的一致性,只根据其他作者以往研究推断二者一致性较好,也未进行角膜后表面球差的观察,这是本研究的不足之处。此外,本研究未观察患者的视觉质量及生活质量。对视觉质量及生活质量的研究可以指导我们更合理的选择非球面IOL,对明确可以从非球面IOL获益的患者进行个性化的选择,可以真正发挥非球面IOL的作用。
        综上所述,采用Atlas9000角膜地形图系统或Pentacam眼前节分析系统测量术前角膜球差,根据角膜球差个性化选择非球面IOL,术后均可获得预期的结果。角膜后表面球差在整个角膜中所占比重较小,对角膜球差的大小无明显影响。无论采用角膜前表面球差还是全角膜球差引导非球面IOL选择,都不会对术后结果造成明显影响。
 
 

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