文献共读丨激光近视手术后的角膜非球面性及 [复制链接]

原文：

CornealAsphericityandOpticalPerformanceafterMyopicLaserRefractiveSurgery

作者：

Jeong-MeeKim,A-YoungLee，和Koon-JaLee

出处：ISSN(print)-

KoreanOph.Opt.Soc.Vol.18,No.2,pp.-,June

介绍

随着波前技术和激光技术的发展，在临床中，屈光手术已成为纠正球镜和散光以外的单色高阶像差(HOAs)的手段。像差计的新技术可以使我们测量高阶像差，如彗差、三叶像差、球面像差和四叶像差。像差计使人们开始研究高阶像差如何影响视觉表现，并使我们更好地了解我们的视觉系统。

光学系统中结合不同高阶像差的眼像差会导致视网膜图像质量的缺陷。一般来说，球面像差是HOAs中最大的像差之一。以往的研究表明，低阶像差校正后的高阶像差成为影响视觉质量的重要因素。[6,7]通过屈光手术纠正低阶像差并不总是能维持和增强我们的视力。此外，许多因素，包括不规则的角膜形状或改变的角膜形状可以诱发像差。屈光手术后角膜形状的变化对角膜非球面度和高阶像差有一定的影响，尤其是球差和彗差。除此之外，HOAs对视觉的影响取决于瞳孔大小.这项研究的目的不仅是比较明亮环境和中等亮度环境下,高或低对比度视力的变化,而且分析全眼、角膜和眼内HOAs在4毫米和6毫米瞳孔直径下，对比正视眼的眼睛和经过LASIK或LASEK近视手术后的眼睛,分析两组角膜球面度对角膜球差的影响。

方法

受试者来自Eulji大学视光系。23名受试者接受了常规近视LASIK或LASEK(波前导屈光手术除外)，20名接受正视屈光手术的受试者。受试者的人口统计学和生物统计学数据列于表1。本研究选择两组中均满足最佳单眼VA为20/20(包括散光屈光不正不超过0.50D)及以上标准的受试者。除屈光不正或屈光手术外，所有受试者均无其他眼部疾病。

使用高对比度(%)和低对比度(10%)ETDRS视度表，通过自然瞳孔下的明亮条件和中光条件下的主观VA。VA评分以logMAR为单位。ETDRS视力表中每一行有五个字母，每个字母被分配为0.02log单位的分数。当受试者读错两遍时，测试结束。测试距离为4米。眼平面的照明高对比度视力(HCVA)和低对比度视力(LCVA)在对光和中光条件下分别为lux和20lux(数字光度计，TES-A，台湾)。

表1。受试者的人口统计和生物特征数据

用哈特曼-夏克像差法测量全眼波前像差，采用日本Topcon公司的KR-1W波前分析仪。在这项研究中，测量了4毫米和6毫米瞳孔的全眼、角膜和内部高阶像差。三阶Zernike系数的均方根(RMS)表示三阶像差，四阶系数的均方根(RMS)表示四阶像差。用三阶和四阶系数的均方根值计算总HOAs。为了最大限度地避免瞳孔大小的影响，眼像差的测量是在暗室中进行的，并在裸眼上进行。所有测量都是单眼进行的，未散瞳。瞳孔直径是在暗室下使用KR-1W测量的。

采用KR-1W测量角膜非球面度、偏心度和simK，将角膜地形图功能纳入波前分析仪。角膜非球面系数Q描述了角膜从中心到外围曲率的变化率。(12、13)

采用独立t检验比较正视组和近视屈光手术组间的VA。HOAs的均方根(RMS)值也采用独立t检验进行两组间比较。结果用平均值±SD表示。采用Pearson相关检验分析正视眼和常规屈光手术眼的球差与角膜非球面度(q值)的相关性。本研究采用Origin8.0程序(OriginLabCo.，Northampton,USA)进行统计分析。以p值0.05为差异有统计学意义。

结果

23例常规近视LASIK或LASEK患者和20例正视性屈光不正患者参与了本研究。23例激光屈光手术患者的平均年龄为23.0±2.5岁(20~27岁)，屈光手术后时间为16.0±12.1个月。正视者平均年龄为21.0±2.6岁(19~24岁)。

1.视敏度

表2。在明亮条件和中光条件下测量的LogMAR视力

表2总结了明亮条件和中光条件下的视力。

在正视眼组中，对明亮条件下的HCVA和LCVA分别为0.±0.和0.±0.。在近视屈光手术组，对光条件下HCVA和LCVA的LogMARVA分别为0.±0.和0.±0.。在明亮条件下，两组患者的HCVA和LCVA差异无统计学意义。

中光条件下，对眼组HCVA和LCVA的logMARVA分别为0.±0.和0.±0.。近视屈光手术组患者HCVA和LCVA的LogMARVA分别为0.±0.和0.±0.。正视与屈光不正患者的HCVA和LCVA差异无统计学意义

中光条件下PIC屈光手术组。

2.波阵面高阶像差

4mm和6mm瞳孔的总HOA眼像差、三阶像差、四阶像差、彗差和球差如表3和图1所示。

表3。近视屈光手术组和正视组4mm和6mm瞳孔的高阶像差

图1所示。正视组和近视组4mm和6mm瞳孔高阶像差(HOAs)的比较。6mm瞳孔的总像差、四阶像差和球面像差在两组间有显著差异。

对于瞳孔大小为6mm有眼差的正视眼，总HOA、三阶和四阶像差的RMS值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差分别为0.±0.μm和0.±0.μm。近视屈光手术眼总HOA、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.06μm、0.±0.μm和0.±0.μm。

彗差和球差分别为0.±0.μm和0.±0.μm。我们发现术后6mm瞳孔的眼像差一般大于正视眼。对于6mm瞳孔，两组间的总HOA、四阶和球面像差有显著差异(p=0.,p0.和，p0.)。但对于瞳孔大小为4mm的患者，术后眼的眼像差平均值低于正视眼。两组4毫米瞳孔的任何眼差均无显著差异。

图2所示。正视组和近视组4mm和6mm瞳孔高阶像差(HOAs)的比较。两组间6mm瞳孔的总像差、四阶像差和球面像差以及4mm瞳孔的球面像差均有显著差异。

图2比较了4mm和6mm瞳孔总HOA的角膜像差、三阶像差、四阶像差、彗差和球差。对于6mm瞳孔大小有角膜像差的正视眼，总HOA、三阶像差、四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差的均方根值分别为0.±0.μm和0.±0.μm。在近视屈光手术眼中，总HOA、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差分别为0.±0.μm和0.±0.μm。我们还发现两组角膜像差为6mm时的总HOA、四阶和球面像差有显著差异(p0.、p0.和，p0.)。另一方面，对于一个4毫米瞳孔，在正视性眼睛有角膜像差、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.、0.±0.和0.±0.，彗差和球差分别为0.±0.和0.±0.。在近视屈光手术眼中，总HOA、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.v和0.±0.μm，彗差和球差分别为0.1±0.μm和0.±0.μm。对于4mm瞳孔的正视眼和术后眼，只有球面像差和角膜像差有统计学差异(p=0.)。

比较了总HOA的眼内像差、三阶像差、四阶像差、彗差

图3所示。正视组和近视屈光手术组4mm和6mm瞳孔内高阶像差(HOAs)比较。两组4mm瞳孔的球像差差异有统计学意义。

近视眼屈光手术和4mm和6mm自然瞳孔的正视视的球差如图3所示。对于6mm瞳孔大小有眼内像差的正视眼，总HOA、三阶像差和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差分别为0.±0.μm和?0.±0.μm。在近视屈光手术眼中，总HOA、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差分别为0.±0.μm和?0.±0.μm。对于瞳孔大小为4mm的眼内像差的正视眼，总HOA、三阶像差和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差的均方根值分别为0.±0.μm和?0.±0.μm。近视屈光手术眼的总HOA、三阶和四阶像差的均方根值分别为0.±0.μm、0.±0.μm和0.±0.μm，彗差和球差的均方根值分别为0.±0.μm和?0.±0.μm。

3.角膜非球度

正视眼的角膜非球面度(Q)平均值

近视屈光手术组为0.±0.，?0.±0.。激光屈光手术和正视眼的q值分布如下

图4所示。角膜非球面分布(q值)。零Q值表示角膜为球形;q值为负值表示角膜延长;q值为正表示角膜扁平化。

图5所示。角膜非球面度对球差的影响。(A)4mm和6mm瞳孔大小时，q值与正视眼全眼球差的相关性。(B)瞳孔大小分别为4mm和6mm时，q值与正视眼角膜球差的相关性。

如图4所示。两组间q值差异有统计学意义(p0.)。

q值与正视眼球差的关系如图5所示。在有眼差的直斜视中，4mm瞳孔和6mm瞳孔的眼差q值与球差有统计学意义(r=0.,p=0.,r=0.,p0.)。在伴有角膜像差的直瞳中，4mm瞳孔和6mm瞳孔的角膜像差q值与球面像差之间也存在显著相关性(r=0.,p=0.,r=0.,p0.)。另一方面，对于术后的眼睛，在任何高阶像差中q值与球差之间没有明显的影响。

角膜的形状与受试者的VA之间没有显著的关系，除了在光敏条件下q值与HCVA(%)显著相关(r=0.,p0.)。

讨论

在传统的LASIK或LASEK后，许多近视的眼睛增加了球差。[14]先前的研究已经报道了高阶像差的重要性，特别是彗差或球差，这与屈光手术后的晕或眩光恶化的视觉质量有关[15,16]，并且高阶像差在视觉表现中的作用已经被证明会影响视觉结果。[17-19]我们的发现与之前的研究一致，即球差对波前像差的变化起着重要的作用。球差的增加导致眼和角膜像差总HOAs的增加。实际上，我们评估的是全眼HOAs而不是角膜HOAs[21]，因为全眼HOAs包括角膜前后表面和眼内的改变。

正视屈光和近视屈光手术眼之间的全眼、角膜和内部像差。结果显示，近视组6mm瞳孔的全眼、角膜和内部高阶像差均大于正视组。同时结果表明，与其他HOA项相比，球差对总像差的影响更大。

眼内可以理解为晶体。在眼内像差方面，我们发现只有球像差与角膜像差的大小不相等，但符号相反，其他HOA项的大小相对小于眼角膜或角膜像差。

在本研究中，结果显示，在正视组和近视屈光手术组中，6毫米瞳孔的全眼和角膜HOAs均大于4毫米瞳孔。这可以解释为眼角膜像差(主要是球差)对视觉质量的影响取决于瞳孔大小[10,11]，球差的大小取决于瞳孔大小[10,11]。

?1Q0时，角膜表面为凸起;Q0时，角膜表面为扁形;Q=0时，角膜表面为球形。在我们的研究结果中，正视眼的q值平均值表明角膜略凸起(范围-0.08到-0.45)，而激光屈光手术眼的平均角膜呈扁平化(范围-0.06到0.83)。在本研究中，正视视q值的结果与之前在20岁至30岁的成年人中进行的研究相似。[23,24]本研究分析了4mm和6mm瞳孔球面像差对q值的影响。结果表明，q值与球差关系密切，与其他像差关系不大。对于角膜面延长的正视眼，4mm和6mm瞳孔的眼球差和角膜球差q值与球差之间的相关性有统计学意义。在全眼和角膜的球差方面，瞳孔为6mm的q值与球差的相关性高于瞳孔为4mm的q值与球差的相关性。准分子屈光手术改变角膜表面的形状，使角膜的非球形从凸起变为扁平化，可以用球形像差[25]来解释。然而，本研究结果证实，在角膜扁平化的激光屈光手术中，q值与球差之间的相关性没有统计学意义。

本研究没有发现角膜形状与受试者的VA之间的显著关系，除了明亮条件下的HCVA(%)。角膜凸起的正视眼和角膜扁平化的术后眼未矫正的HCV和LCVA在距离上的可能性相同。角膜非球形度的变化在光镜和介孔条件下均对角膜的HCVA和LCVA无影响。既往研究报道术前保留角膜q值并不能保证屈光手术治疗后更好的VA。鉴于激光屈光手术后VA与全眼HOAs之间的关系，本研究表明，在明亮环境和中等亮度环境条件下，全眼HOAs似乎不直接影响全眼HOAs(HCVA)和LCVA。因此，正视组和激光屈光手术组之间VA没有显著差异的结果并不令人惊讶，因为视网膜图像质量是光学系统中各种全眼成分联合的结果，包括前、后角膜表面和晶状体。可以认为球差是影响视网膜图像质量的众多像差之一。此外，尽管球差的变化在统计上有显著的发现，但高阶像差的变化幅度仍然不确定。虽然球面像差可能不会影响激光屈光手术后的视力，但它可能会对低对比度条件或夜间低照明条件下的视力质量产生影响

考虑到全眼、角膜和眼内像差随着年龄的增长而发生变化，对于屈光手术后眼像差变化与视觉质量之间的长期评价还需要进一步的研究。

结论

我们发现，尽管角膜非球性发生了改变，但屈光不正手术组的角膜非球性优于或与正视组相似。然而，在眼和前角膜波前像差中瞳孔越大，眼睛的像差就越大。因此，在屈光手术后增加的球差可能会影响视力质量，这与夜间低对比度敏感度和低光线有关。