LASIK/PRK術后人工晶狀體度數計算的研究進展

李鴻鈺，李 軍，宋 慧

0引言

隨著屈光不正患者數量的增加，越來越多的人選擇角膜屈光手術。尤其是早期選擇準分子激光原位角膜磨鑲術(laserinsitukeratomileusis，LASIK)或者準分子角膜切削術(photo refractive keratectomy，PRK)的患者，隨著年齡的增長，如今也面臨著白內障手術。用常規方法計算LASIK/PRK術后患者人工晶狀體(intraocular lens，IOL)度數的準確性往往較普通患者低，甚至出現嚴重的屈光誤差，需要置換人工晶狀體才能解決。本文就角膜LASIK/PRK術后IOL度數計算的誤差來源、最新計算方法及公式做一總結，目的在于提高角膜屈光手術后IOL度數計算的準確性，為臨床眼科醫師提供更多的選擇。

1 LASIK/PRK術后IOL度數計算的誤差來源

1.1角膜屈光力計算誤差傳統角膜地形圖及非接觸式光學相干生物測量儀(IOL Master)采用經典高斯公式F=(n-1)/r計算角膜屈光力，該薄透鏡公式基于屈光指數n=1.3375，角膜后前曲率半徑比值(B/F Ratio)為0.82這一假設，而這一假設在LASIK/PRK術后患者的角膜屈光力計算中并不適用。準分子激光都是切削角膜前表面, 而角膜后表面變化不大[1]，在近視LASIK/PRK術后, 角膜前表面中央區被切削而扁平化，導致B/F Ratio值變小；對于遠視患者，角膜前表面周邊組織被切削，導致中央角膜變陡峭，B/F Ratio值變大。由于B/F Ratio不再是固定值0.82，因而使用n=1.3375計算出的角膜屈光力是不準確的。

1.2角膜半徑測量誤差常規角膜曲率計及角膜地形圖將角膜前表面2.5～3.2mm環上的中心旁區得到的模擬角膜計度數(SimK)當作角膜中心區的曲率[2]。近視準分子激光術后患者的屈光改變主要發生在角膜中央區，大量研究證明準分子激光術后患者的中心角膜曲率更能反映其真實的屈光改變，并建議采用中心角膜曲率來計算這部分患者的角膜曲率[3]。若患者為偏中心切削或者光學區等于或者大于6mm時，半徑誤差可忽略不計，否則應采用角膜中心區的真實角膜曲率來計算角膜屈光力[4]。

1.3計算公式選擇誤差第三代理論公式(Holladay 2、SRK/T、Hoffer Q)在LASIK/PRK術后患者IOL度數計算中并不受歡迎的原因主要在于對有效晶狀體位置(effective lens position，ELP)的預測不準確。根據ELP計算公式可知，ELP值1mm的偏差，將導致IOL度數1.5D的偏差。近視準分子激光術后，角膜屈光力被高估，導致低估ELP；在遠視準分子激光術后，角膜屈光力被低估，導致高估ELP。

1.4其他假說除以上公認原因外，近些年也提出了其他假說，認為角膜前表面非球面性(Q值)也會影響LASIK/PRK術后患者IOL計算的精確性。Savini等[5]發現負值更大的Q值與術后近視屈光誤差成正比，而正值更大的Q值與術后遠視屈光誤差正相關。Norrby[6]報道的角膜Q值對IOL度數計算的影響因素占2.52%，遠小于角膜屈光力及ELP對IOL度數計算的影響。另外，角膜的不穩定性也會影響IOL度數計算[7]：角膜屈光術后膠原纖維排列發生變化是主要原因，同時白內障術后早期部分患者可能會存在角膜水腫，導致中央區曲率減少，盡管這種變化絕大部分是可逆的，但也有少部分是不可逆的，從而使角膜后表面曲率發生變化，進而導致IOL度數出現誤差。

2利用LASIK/PRK術前數據計算IOL度數

2.1常用計算方法(1)臨床歷史數據法(clinical history method，CHM)[8]：臨床歷史數據法是最早提出的計算角膜屈光術后IOL度數的方法，曾為屈光術后患者IOL度數計算的金標準[9]，該方法是指用屈光術前K值減去手術引起的屈光改變得到術后的矯正角膜K值，再帶入公式計算IOL度數。由于患者屈光術前數據的丟失和不準確性，越來越多的人提出用臨床歷史數據法來計算屈光術后患者的IOL度數是不準確的[10-11]；(2)“Double K”法[12]：Aramberri指出用屈光術后的角膜K值來確定ELP是有缺陷的，ACD不會因為屈光手術而改變，于是他提出了“Double K”法。第一個K值是指角膜屈光術前K值，用于計算ELP；另一個是指屈光術后測量的穩定K值，用于計算IOL度數。“Double K”法至今仍然受到大家的喜愛，可以通過不同回歸公式得到的K值帶入不同公式，提高LASIK/PRK術后患者IOL度數計算的準確性[11](我們統計了近年來不同文獻中“Double K”法計算LASIK/PRK術后IOL度數的準確性結果，見圖1)；(3)Barrett true-k公式：該公式是根據Barrett Universal Ⅱ[13]推演得到的，目前可以在亞太白內障和屈光外科醫師協會 (APARCS)網站上使用該公式。雖然至今未公開Barrett true-k公式，但是其精確性得到大家的認可[11,14]，被認為是角膜屈光術后IOL計算最準確的公式之一。

2.2不常用計算方法(1)“Masket”法[15]：Masket等認為單靠屈光術后的測量數據來計算IOL的度數是不準確的，通過相關分析得出了IOL度數計算的矯正公式：IOL矯正量=RC×-0.326+0.101(RC是屈光手術矯正的屈光量)；(2)“Savini”法[16]：根據經典高斯公式F=(n-1)/r得出n=rF+1，Savini經過相關分析發現npost與RC正相關：npost= 1.338+ 0.0009856×RC(P<0.0001,r=0.9581,r2=0.9170，npost是屈光術后角膜n值)，其報道的98例近視LASIK/PRK術后患者的白內障術后的屈光誤差均在-0.5～-0.75D；(3)其他方法：主要包括角膜總屈光力法[17]、Awwads[18]和Diehl-Miller-Date公式[19]等，這些方法將屈光術前的角膜K值及角膜切削的屈光改變量引入回歸公式中計算IOL度數，同時也可以將得到的角膜屈光力代入傳統三代理論公式聯合“Double K”法，實踐證明也得到與以上方法得到的相近結果。

圖1 不同文獻報道的Double K法預測屈光術后患者IOL度數準確性結果比較。

3利用LASIK/PRK術后數據計算IOL度數

通常患者角膜屈光術前的數據是不可用或者不可靠的。研究表明，不使用屈光術前數據與使用這些數據比較均能得到更好的結果[20]。科學家們通過研究得出了許多經驗公式來推測屈光術前的角膜數據或者通過更精確的測量儀器正確測量屈光術后的實際角膜屈光力來計算IOL度數，事實證明獲得了更好的效果。我們統計了以上源文獻中IOL度數計算準確性結果，見表1。

表1 不同公式計算LASIK/PRK術后患者IOL度數準確性總結

圖2 不同文獻報道的Haigis-L公式預測屈光術后患者IOL度數的準確性結果比較。

3.2不常用計算方法(1)Shammas-PL公式：常規白內障手術患者采用三代理論公式來計算IOL度數，依靠角膜屈光力預測ELP，LASIK/PRK術后患者的角膜屈光力發生改變，導致ELP預測錯誤。Shammas等[24]將IOL的特定A常數代入到屈光術后ACD的校正公式中來避免ELP預測誤差，并命名為C值：C=ACDp=0.5835×A-64.4；Kcorr=1.14Kpost-6.8[25](其中A為IOL的特征性常數，與IOL類型有關；Kcorr為矯正角膜曲率，用于IOL度數計算；Kpost為屈光術后測量所得角膜曲率)。Helaly等[26]在使用不同儀器測量得到的不同角膜曲率用于計算IOL度數時發現，Shammas-PL公式結合光學相干生物測量儀(IOL Master)中的陡峭軸K值讓93.3%屈光術后患者的屈光誤差在±1.0D之內；(2)白內障術中生物測量：Ianchulev等[27]第一次提出在晶狀體摘除后對無晶狀體眼進行生物測量，根據術中測量數據得到IOL度數，減少或消除角膜曲率或眼軸測量誤差帶來的影響。該公式基于紅光反射原理，考慮整個屈光介質包括房水和玻璃體的影響，從視網膜上反射光中獲得光學測量的結果，而不依靠屈光術前的數據和角膜屈光力。在對246眼采用術中生物測量方法計算IOL度數時，發現67%的患者屈光誤差在±0.5D，94%在±1.0D，其準確性明顯優于Haigis-L公式和Shammas-PL公式。該計算方法在其他文獻報道中也有良好結果[28-29]；(3)OCT公式[30]：采用眼前節OCT測量儀器，真實反映角膜前后表面半徑及角膜厚度值并根據高斯厚透鏡公式計算得到凈角膜屈光力(net corneal power，NCP)。由于前節OCT無法測量AL和ACD，因此運用IOL Master的AL和ACD估計ELP。再根據回歸公式將NCP轉換為角膜有效屈光力(corneal effective power，CEP)：CEP=1.0208×NCP-1.6622。大量研究表面OCT公式計算屈光術后患者IOL度數的準確性與Haigis-L及Barrett true-k相當[11,29,31]。其缺點在于由于八維掃描模式導致外周角膜采樣不足，只能在近軸范圍進行光線跟蹤；(4)其他方法：除了以上列出的公式和方法外，還有很多類似的回歸公式，包括改良“Double K”法[32-33]、Maloney[34]多種方法，但是大部分為小樣本研究，缺少相應的臨床試驗驗證。

3.3最新計算方法(1)Hill Potvin Shammas公式[35]：根據Snell定律可知，當光波從一種介質傳播到另一種不同介質時會發生折射現象。Pentacam通過Scheimflug image攝像和Placido技術可以追蹤光線從空氣到角膜、房水、晶狀體表面和玻璃體到達視網膜的路線，直接測量角膜中心曲率，真實反映LASIK/PRK術后角膜總屈光力改變，并且不受表面淚膜的影響[36-37]，避免了半徑誤差和ELP誤差。Ray tracing原理表明，與現有的校正公式相比，這種方法提供更準確、可重現的結果[38]。在此基礎上，Hill和Potvin將Pentacam所測的不同角膜K值帶入不同公式進行計算，共組合了26種計算IOL的方法，比較發現使用以角膜頂點為中心4mm區域的真實凈屈光力(TNPapex)帶入Shammas公式計算的IOL度數相比于其他方法更有優越性；(2)Olsen T公式[39]：它是基于精確光線追蹤原理的IOL計算公式，考慮了角膜前后表面曲率、Q值以及總球差等因素。其優勢在于使用范圍非常廣，且精度高，適合任意類型眼的IOL度數計算，包括長眼軸、短眼軸以及非正常眼，如角膜屈光術后眼、圓錐角膜和角膜移植術后眼等。其獨特的C常數可進行無偏差的ELP預估，因其不依賴于傳統的角膜曲率和AL來進行ELP預測：IOLc=ACDpre+C×LTpre(IOLc是指人工晶狀體中心位置，ACDpre是術前前房深度，LTpre是術前晶狀體厚度)，C常數是針對特定IOL類型和設計計算出來的，并且在常規白內障摘除和囊袋內IOL植入患者才有意義。近年來多篇文獻均有報道Olsen T公式在IOL度數計算中的優異表現[40]。

4小結

近些年來，人工晶狀體度數計算方法的更新讓55%以上的常規白內障患者術后屈光誤差在±0.5D內[41-42]，但是LASIK/PRK術后患者的IOL度數計算卻一直是一大難題。減少角膜屈光力計算誤差、半徑誤差及公式誤差有助于提高LASIK/PRK術后IOL計算的準確性。常規測量儀器不能正確反映屈光術后角膜真實屈光力，三代理論公式不能正確預測有效晶狀體位置。眼前節分析儀(Pentacam)及前節光學相干掃描儀(OCT)的應用為臨床醫師提供更多的選擇，我們認為采用Pentacam全面評估LASIK/PRK術后患者角膜前后表面曲率的真實變化可以提高IOL度數計算的精確性。中國至今沒有計算LASIK/PRK術后患者IOL度數的公認標準，采取多種測量儀器和多種計算方法得出的平均IOL度數也許是最穩妥的方法。