利用Corvis ST分析中高度近視屈光手術前后各角膜生物力學參數變化的研究

黎長金 蔡若詩 陸強

[摘要]目的利用Corvis ST 分析中高度近視患者在執行屈光手術前后各角膜生物力學的變化特征及其規律，為臨床及科研提供參考依據。方法選取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民醫院接受屈光手術的中高度近視患者121例，均取右眼，共121眼。所有患者進行常規眼部檢查，并采用Corvis ST 分別于術前及術后1個月記錄每位患者的角膜生物力學相關參數。結果采用配對樣本檢驗分析發現，手術前后中央角膜厚度（CCT）、眼內壓（IOP），第一次壓平時間（A1T）、長度（A1L）、速率（A1V），第二次壓平時間（A2T）、長度（A2L）、速率（A2V），最大壓陷峰距（PD）、最大變形幅度（DA）、最大壓陷反向曲率半徑（HCR）、最薄點厚度/厚度變化率（ARTh）、第一次壓平時角膜硬度參數（SP-A1）的差異有統計學意義（P <0.05），角膜開始接觸氣流至達到最大凹面的時間（HCT）與Corvis生物力學指數（CBI）的差異無統計學意義（ P >0.05）。結論中高度近視患者屈光手術后角膜生物力學參數除 HCT、CBI 無變化外，其余參數均有變化，因此這些變化參數在屈光手術中都應當作為參考。

[關鍵詞]中高度近視;角膜生物力學參數;可視化角膜生物力學分析儀;屈光手術

[中圖分類號] R778.1+1[文獻標識碼] A [文章編號]2095-0616（2022）10-0161-04

Research on the changes of corneal biomechanical parameters before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST

LIChangjinCAIRuoshiLUQiang

Ophthalmic Optical Center， Foshan Second People's Hospital， Guangdong， Foshan 528000， China

[Abstract] Objective To investigate the characteristics and rules of the changes of corneal biomechanical parameters of patients before and after refractive surgery for moderate and high myopia analyzed by Corvis ST， so as to provide a reference for clinical and scientific research. Methods A total of 121 patients with moderate or high myopia who underwent refractive surgery in the Second People's Hospital of Foshan from September 2020 to July 2021 were randomly selected. All the right eyes were selected， which were a total of 121 eyes. Conventional eye examinations were performed in all patients， and the corneal biomechanical parameters of each patient were recorded preoperatively and 1 month postoperatively using Corvis ST. Results Paired sample analysis showed that before and after operation， there were statistically significant differences in the central corneal thickness （CCT）， intraocular pressure （IOP）， time of the first applanation （A1T）， length of the first applanation （A1L）， velocity of the first applanation （A1V）， time of the second applanation （A2T）， length of the second applanation （A2L）， velocity of the second applanation （A2V）， maximum peak distance between both collapse （PD）， maximum deformation amplitude （DA）， highest concavity radius value of central concave curvature （HCR）， the ambrosio relational thickness horizontal （ARTh） and stiffness parameter of the first applanation （SP-A1）（P <0.05）. There were no statistically significant differences in the highest concavity time （HCT） when cornea began to contact air flow to reach the maximum concave surface and the Corvis biomechanical index （CBI）（P >0.05）. Conclusion Except for HCT and CBI， the corneal biomechanical parameters of patients with moderate and high myopia after refractive surgery have changed. Therefore， these variable parameters should be used as references in refractive surgery.

[Key words] Moderate and high myopia; Corneal biomechanical parameters; Visual corneal biomechanicalanalyzer;Refractivesurgery

隨著電子產品的頻繁使用，近視患者數量急劇增加，許多近視患者選擇屈光手術以達到矯正近視的目的。然而，無論何種屈光手術，都會對人眼角膜的完整性造成一定程度的損傷與破壞，從而導致角膜生物力學結構與生物力學功能發生改變[1]。近年來，角膜生物力學研究備受眼科學者的關注，它不但對眼內壓有著重要影響，也是評估屈光術后角膜結構完整性的重要因素。角膜是人眼屈光系統中最為重要的組成部分，保證其結構完整性是極其重要的，為了提高屈光手術的安全性，規避手術的風險，在手術前進行有效篩查勢在必行。可視化角膜生物力學分析儀（CorvisScheimpflug technology，Corvis ST）是一種使用Scheimpflug旋轉攝像技術的動態可視化角膜力學分析儀，其高速攝像頭每秒可捕獲4300幀的水平Scheimpflug圖像[2]，測量時間約31 ms，共采集和分析角膜形變過程的140幅斷層圖像，其同時具有非接觸性、方便、快捷等優點。本研究旨在通過利用Corvis ST 對中高度近視患者執行屈光手術前后角膜生物力學參數進行對比分析，探究其變化特征及其規律。

1資料與方法

1.1一般資料

隨機選取2020年9月至2021年7月在佛山市第二人民醫院接受屈光手術的中高度近視患者121例，均取右眼為研究對象，共121眼。其中男43例，女78例;平均（24.36±5.72）歲;術前等效球鏡度數平均（-5.69±1.53）D;中央角膜厚度為480～ 637μm，平均（545.07±27.60）μm。納入標準：年齡18～45歲;術前等效球鏡度數（-3.00～-10.00）D;佩戴角膜塑形鏡需要停戴3個月以上，硬性接觸鏡佩戴者至少停戴4周，軟性接觸鏡佩戴者至少停戴2周。排除標準：圓錐角膜、眼部器質性病變、視神經病變、白內障，有眼部手術史、糖尿病、高血壓病、免疫缺陷等疾病以及妊娠和哺乳。本研究經醫院倫理委員會審批，同時將試驗方法、可能存在的風險及應對方案告知患者，患者簽署知情同意書。

1.2研究方法

一般檢查：常規行視力檢查和主覺驗光，測量等效球鏡度數。所有近視患者均在佛山市第二人民醫院進行檢查，且所有操作均由培訓合格的專業醫師完成。

Corvis ST 檢查。患者下頜入托額頭固定，叮囑患者眨眼數次后睜開雙眼并注視中央紅點固視目標;使用Corvis ST（Oculus，德國）儀器壓頭對準角膜頂點后進行自動識別，均勻向角膜施加空氣脈沖壓力，獲取角膜生物力學動態參數。重復檢查5次，每次測量間隔2～5 min，取圖像質量最好的一次，并記錄角膜生物力學相關參數：中央角膜厚度（central corneal thickness， CCT）、眼內壓（intraocular pressure， IOP），第一次壓平時間/長度/速率（the first applanation time，A1T; the first applanation length， A1L; the first applanation velocity， A1V），第二次壓平時間/長度/速率（the second applanation time，A2T;the second applanation length， A2L;the secondd applanation velocity， A2V），最大壓陷峰距（PD）、最大變形幅度（deformation amplitude， DA）、最大壓陷反向曲率半徑（central curvature radius at highest concavity，HCR）、角膜開始接觸氣流至達到最大凹面的時間（central curvature time at highest concavity， HCT）、最薄點厚度/厚度變化率（thinnest point thickness/thickness change rate，ARTh）、第一次壓平時角膜硬度參數（corneal hardness parameters at the first press，SP-A1）、Corvis生物力學指數（Corvis Biomechanical index，CBI），以上檢查由同一醫師完成。

1.3統計學方法

采用 SPSS 25.0統計學軟件對所有數據進行統計分析。所有數據采用 Kolmogorov-Smirnov 方法進行正態檢驗。符合正態分布的數據均以均數±標準差（ x ± s）表示，采用配對樣本 t 檢驗;不符合正態分布的數據以 M （P25， P75）表示，采用配對樣本非參數檢驗（Wilcoxon 符號秩檢驗）。P <0.05表示差異有統計學意義。

2結果

中高度近視患者在屈光手術后 CCT 的切削量平均值為（96.00±18.00）μm。所有數據 Kolmogorov- Smirnov 正態性檢驗結果顯示，僅 HCR、DA、SP-A1符合正態分布（P=0.200、0.200、0.200），其余參數不符合正態分布（P ≤0.05）。通過配對樣本檢驗對屈光手術前后角膜生物力學參數統計分析發現，CCT、IOP、 A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V、PD、DA、HCR、ARTh、 SP-A1的差異有統計學意義（ P <0.05），HCT、CBI 的差異無統計學意義（ P >0.05）。見表1。

3討論

在 Hon 等[3-4]的研究表明，Corvis ST 檢測具有較高的重復性，并且 Hon 等[3，5]對Corvis ST 多項角膜生物力學參數的重復性測量觀察發現，CCT、IOP、 A1T、DA 等4個參數的重復性最好。已有研究對屈光手術前后上述4個參數進行差異分析[6]，然而鮮有對其他參數進行研究的報道。本文旨在全面分析 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、HCT、ARTh、SP-A1、CBI 等角膜生物力學參數在屈光手術前后的變化特征及規律。

屈光手術對角膜組織的切削，使得角膜厚度變薄，因此不可避免會導致角膜生物力學降低和角膜組織結構特性發生變化[7-8]。角膜作為一種活體生物組織，其后表面存在著為抵抗眼壓施予的壓力而產生的抗張力。Randleman 等[9]的研究指出，角膜前40%基質的抗張力強度明顯高于后60%的角膜基質。Mohammad 等[10]也有類似結論，其研究認為對于正常角膜，其抗張力最強的最大區域位于前部40%的角膜基質與周邊部分。然而，無論何種屈光手術，其本質均是對角膜基質進行切削，使得基質層變薄，最終導致角膜的抗張力下降，因此可以理解為影響角膜抗張力的主要原因是角膜基質的殘余量，即殘余量越多，角膜抗張力越強。另外，在角膜切削量方面，已有研究證實[11]，角膜基質層切削深度小于角膜整體厚度的30%，角膜能夠維持黏彈性等生物特征，切削深度超過50%，角膜的抗張力明顯減弱，致使角膜易發生形變，導致角膜生物結構發生改變。因此可以理解為，若屈光手術對角膜厚度的切削量低于30%，角膜生物力學特征能夠得到較好的維持，屈光手術是安全的。

本研究結果表明，在屈光手術前后 CCT、IOP， A1T、A1L、A1V、A2T、A2L、A2V， PD、DA、HCR、ARTh、SP-A1等角膜生物力學參數的差異有統計學意義，而 HCT 和 CBI 的差異無統計學意義。從結果中看出，屈光手術后絕大多數角膜生物力學參數有明顯變化。其原因可以這樣認為，角膜的基質層中體現了絕大多數的角膜生物力學特征，角膜基質層中的黏彈性、剛性等生物特性通過角膜力學參數得以體現。屈光手術切削了部分基質層物質，使得角膜基質變薄，膠原板層減少，致使 CCT 變薄，進而導致角膜抗張力降低，造成角膜對Corvis ST 輸送的脈沖氣流的抵抗力下降，角膜到達第一壓平時間 A1T 變短、長度 A1L 變短、速率 A1V 增加;當角膜到達最大凹陷處時，由于其抗張力降低，使得角膜凹陷度更大， DA 增加、PD 增加、HCR 值降低;在角膜回彈階段，由于其抗張力降低，使得角膜到達第二壓平時間 A2T 變長、長度 A2L 變短、速率 A2V 增加。Huseynova等[12]的研究認為， CCT 與 IOP 是角膜形變反應的基礎參數，對其他角膜生物力學參數產生影響，并且 CCT 越高，IOP 越高，脈沖氣流對角膜產生的形變越不明顯。本研究也有類似結論，屈光手術后 CCT 與 IOP 均明顯下降，導致角膜對脈沖氣流的抗張力下降，使角膜形變更顯著。既往研究證實 FS-LASIK 術后眼壓測量值與術前相比存在明顯下降[13]，李華等[14]研究也表明，角膜厚度、曲率及其他角膜生物力學降低會使眼壓的測量值下降。本文研究結論與兩者一致，屈光術后 IOP 值與術前相比明顯降低。本研究中 HCT 沒有發生明顯變化，其可能的原因是角膜抗張力變小，使得角膜到達最大凹陷時曲率半徑減小，向下壓陷的深度變大，從角膜接觸氣流脈沖開始運動至最大凹陷位置的距離增加而導致了達到最大凹陷位置的時間HCT變長。ARTh、SP-A1是能夠直觀反映角膜硬度的參數。

本研究發現，由于屈光手術后使得 CCT 下降，ARTh與 SP-A1明顯下降，即隨著 CCT 變薄，抗張力下降，ARTh與 SP-A1的值越小，角膜硬度越低。本研究結果與王丹等[15]的研究結果一致，其研究結果表明ARTh、SP-A1與 CCT 呈正相關，且ARTh、SP-A1越小角膜越軟。CBI 是可用于診斷圓錐角膜的指標，該值越大，患圓錐角膜的概率越高。本研究發現屈光手術前后 CBI 沒明顯變化，并隨著 CCT 的減少而增加，其可能的原因在于本研究執行屈光手術對角膜的平均切削量為（95.93±18.68）μm，切削量低于全角膜厚度的30%，在安全切削范圍內，雖然較之于術前 CBI 有所增加，但與術后的差異無統計學意義，較為穩定。

綜上所述，角膜生物力學參數能夠很好地反映角膜生物結構的特性。本文旨在研究屈光手術術前術后角膜生物力學參數變化的特征及其規律，突出對屈光手術術前預測及術后的質量效果評估不但要重點考察 CCT、IOP、A1T、DA 等重復性較好的參數，還需綜合考慮在屈光術前及術后發生較大變化的其他參數，全面地掌握生物力學參數的前后變化特征及規律，為提高屈光手術的安全性與可靠性提供參考。

隨著屈光不正人數的不斷增加，越來越多患者選擇屈光手術治療近視，術后的安全性與可靠性受到眼科研究者的廣泛重視，屈光手術術前預測及術后的質量效果評估是非常重要的。通過對角膜生物力學參數變化規律的客觀分析與機制認識對于提高手術成功率與安全性，規避角膜擴張風險有著重要意義[16-17]。往后將進一步研究高度與超高度近視患者在屈光手術前后角膜生物力學參數的差異及其相關性，更為全面、客觀地反映眼角膜生物力學參數的變化規律及特點，為臨床研究提供參考依據。

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（收稿日期：2021-11-29）