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研究:重视角膜屈光手术后调节功能的变化及其影响

研究:重视角膜屈光手术后调节功能的变化及其影响 优眼视界
2020-12-25
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重视角膜屈光手术后

调节功能的变化及其影响

本文作者:李仕明1 何曦2 翟长斌3

版权归中华医学会所有


本文来源

本文来源:中华眼科医学杂志(电子版)2020年10月第10卷5期 Chin J OPhthalmol Med(Electronic Edition),October 2020,Vol.10,No.5


【摘要】 角膜屈光手术的技术日益成熟,在帮助越来越多的近视眼患者摘掉眼镜的同时,所导致的术后视疲劳也较为普遍,特别是在术后早期的视疲劳症状较重,这与角膜屈光手术前后的调节功能的突然变化有关。眼的调节功能可以提供聚焦于视网膜的清晰图像,用于神经系统对眼球运动的精确控制以及用于对深度的感知。调节相关的参数,包括调节幅度、正负相对调节、调节灵敏度、调节反应及调节性集合与调节的比率等。这些参数在术后短期的突然变化和长期恢复趋势对于评估患者术后近距离工作的疲劳、指导术前的手术方式设计具有重要的指导意义。本文中笔者就目前常见的几种角膜屈光手术如小切口角膜基质透镜取出术(SMILE)、飞秒激光辅助下的准分子激光原位角膜磨镶术(FS-LASIK)和准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)对调节功能相关参数的影响进行评述,以促进角膜屈光手术的个性化设计和追求更好的视觉效果。

【关键词】 角膜屈光手术;调节;近视眼;屈光不正;双眼视觉;视觉质量

Pay attention to the change of accommodation function after corneal refractive surgery and its influence Li Shiming1, He Xi2, Zhai Changbin1.1Beijing Tongren Eye Center, Beijing Tongren Hospital,Capital Medical University, Beijing Institute of Ophthalmology and Visual Sciences Key Laboratory, Beijing 100730, China;2Master' s degree 2016,Beijing Tongren Hospital,Capital Medical University,Beiing100730, ChinaCorresponding author: Zhai Changbin, Email: zhaicb@ sina. com

【Abstract】The technology of corneal refractive surgery is increasingly mature.While corneal refractive surgery was helpful to remove glasses for more and more patients with myopia,the postoperative visual fatigue caused by it is also common, especially in the early postoperative period, It is related to the sudden changes in the accommodation function before and after the corneal refractive surgery. The eye' s accommodation function had the ability to provide a clear image focused on the retina, which was used for precise nervous system control of eye movements and for depth perception. The parameters related to accommodation include amplitude of accommodation , positive and negative relative accommodation , accommodation facility , accommodative response, AC/A ratio, etc. The short-term sudden change and long- term recovery trend of these parameters after corneal refractive surgery were important to evaluate patients' postoperative close work fatigue and guide preoperative design of operation method. In this paper, the effects of several common corneal refractive surgeries, such as small incision lenticule extraction ( SMILE), femtosecond laser-assisted laser in situ keratomileusis ( FS-LASIK ) and laser-assisted laser in situ keratomileusis( LASIK) , on the parameters related to accommodation function were reviewed, in order to promote the personalized design of corneal refractive surgery and pursue better visual effects.

【Key word】Coreneal refractive surgery; Accommodation; Myopia; Refrctive error; Visual quality

角膜屈光手术以其较好的安全性、有效性、稳定性和可预测性一直是矫正屈光不正的主流手术方式。目前,常见的几种角膜屈光手术主要包括飞秒激光引导下的小切口角膜基质透镜取出术(small incision lenticule extraction,SMILE)和飞秒激光辅助下的准分子激光原位角膜磨镶术(femtosecond laser-assisted laser in situ keratomileusis,FS-LASIK),以其微小切口、制瓣精确和厚度均匀等优点可使得患者获得更好的恢复体验和视觉质量,准分子激光原位角膜磨镶术(laser-assisted laser in situ keratomileusis,LASIK)、准分子激光上皮下角膜磨镶术(laser epithelial keratomileusis,LASEK)和激光光学角膜切削术(PRK)也具有较为广泛的应用[1-9]。


近年来,随着激光技术发展的日益成熟,接受角膜屈光手术的近视眼患者中也开始出现年龄较大者增多的趋势,老视前期甚至是老视患者逐渐增多;一般来讲,近视眼患者在角膜屈光手术后,视近时的调节需求增加,调节需求的增加又会对调节相关功能和视觉症状产生继发影响,而且与屈光不正的状态有关。当接受角膜屈光手术的近视眼患者年龄较大或达到老视前期时,对于调节的需求在很大程度上不同于年轻时,更加需要重视术后调节功能的变化。本文中笔者就角膜屈光手术后患者调节功能常见参数的变化趋势、手术方案设计、术前与术后功能训练、相关用药及人工智能机器学习方面的研究进行总结分析,以期为手术的个性化设计及评估提供参考。


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调节幅度


(一)调节与调节幅度的概念
调节,是指改变眼的屈光状态,使近处目标能够在视网膜黄斑中心凹上形成清晰图像的功能。调节幅度,是反应调节功能的一种重要指标,它是指运用全部的调节力量较调节放松时所增加的屈光力,主要反映睫状肌收缩和晶状体变凸等眼部结构和功能改变的程度。

(二)近视眼患者配戴框架眼镜与角膜屈光手术后调节功能的差异
近视眼患者在配戴框架眼镜进行矫正时,由于后顶点距离的存在,视近时的调节需求量比正视眼要低,长期会导致调节储备量也相应较低。当角膜屈光手术后不再需要配戴框架眼镜,后顶点距离不复存在,看近时的调节需求比术前突然增加。此时,由于调节储备较低与调节需求的突然增加不能够匹配,因而可导致术后早期眼及双眼的调节幅度均降低。据既往研究报道,SMILE、FS-LASIK、LASIK或LASEK均在术后1周时患者的调节幅度下降较为明显[10-16]

此后,随着调节能力的逐步锻炼,患者术眼逐渐适应新的调节需求,其调节幅度在LASIK术后1月时逐渐恢复至正常甚至超过术前水平,达到接近正视眼的水平。有学者报道采用SMILE和PRK术后3个月时,患者的调节幅度较术前显著增加[11-19]

然而,也有研究结果表明近视眼LASIK术后1个月时患者的调节幅度较术后1周时上升,但与术前相比其差异并无统计学意义,或者术后3个月时基本恢复至术前水平[12,14-15,20]

分析其原因,这种恢复时间上的差异可能与受试者的年龄及近视眼程度有关。其中,年轻的患者和近视眼度数较低者的调节功能恢复相对较快。有学者报道>30岁的 PRK术后,患者在手术前后调节幅度的差异并无统计学意义[21]

此外,测量方法可能也有一定影响。移近法是测量调节幅度的金标准,但由于视近反射使得瞳孔缩小、景深增加,移近法的结果往往大于负镜片法。为此,提示不同研究之间的比较应当注意这种差别。


(三)角膜屈光手术后调节功能改变的原因

角膜屈光手术后,有学者推测 LASIK术后1周时患者调节幅度的降低与视网膜成像质量下降导致调节刺激因素的降低有关[22-23]。患者早期调节幅度的下降有多种可能原因。

1、屈光度的影响:患者屈光度越高,手术时需要对角膜基质的切削越深,由此则导致角膜表面规则性、对称性以及相关的对比敏感度的降低也越明显,从而导致调节刺激降低越明显,则调节幅度下降也越明显。

2、负压环的影响:术后患者调节幅度的下降可能与术中使用负压环对患者睫状体的吸引导致其睫状肌功能损伤有关[20]

3、调节训练的影响:角膜屈光手术后,患者的调节幅度会长期处于回升甚至增加的状态,可能与术后眼患者调节需求的增加以及其调节功能加强了训练有关。


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正负相对调节


(一)正负相对调节的概念
相对性调节(relative accommodation,RA)是一个较好的反映正常阅读时调节放松与紧张功能的指标,它指人眼在辐辏固定的前提下放松及增加的能力,也就是以相应的集合为标准,即把集合固定起来,调节可以单独活动的量。负相对调节(negative relative accommodation,NRA)是指集合保持固定的情况下,双眼随着正镜片引起的最大调节放松,反映了晶状体变平的能力。其正常范围为+1.75D~+2.25D 正相对调节(positive relative accommodation,PRA)是指在集合保持固定的情况下,双眼随着负镜片引起调节刺激的增加而产生的最大调节反应。它反映了晶状体变凸的能力,其正常范围为 -1.75D~-3.00D。当PRA大于或至少等于NRA时,近距离阅读或工作的舒适度较高;反之,则会由于调节力不足会引起近距离工作无法持久,容易产生视疲劳症状。

(二)角膜屈光手术后患者正负相对调节的改变
既往有学者报道,近视眼患者在LAISK术后1月时患者的PRA较术前显著增加,SMILE术后3个月时患者的PRA较术前显著增加,说明其调节储备能力增强,但NRA的差异并无统计学意义[10,16,18,24-26]。也有研究结果表明,LAISK手术前后患者的PRA与NRA的差异并无统计学意义[27-28]。这种差异可能与不同研究纳入受试者年龄的不同有关,年龄越小越相对容易出现术后PRA的增加。此外,相对调节也与人种有关,有学者报道白种人的相对调节总量及其PRA均高于国人[28]。此外,有研究结果还提示在角膜屈光手术后3个月时,角膜接触镜配戴者的NRA较术前显著增加,但与配戴框架眼镜者NRA的差异并无统计学意义。提示在设计角膜屈光手术时应当考虑患者日常的矫正方式对术后调节功能尤其是NRA的影响[26]。角膜屈光手术后PRA的增加被认为与患者术后眼的主点后移、视近时调节刺激增加从而训练了调节系统有关[17]

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调节灵敏度


(一)调节灵敏度的概念
调节灵敏度是双眼或单眼注视时患者对不断改变的调节刺激所作出的反应能力,反应了眼调节能力的快速性和准确性。当调节灵敏度不良时,患者看近之后可出现短暂性视近和视远不清。角膜屈光手术后,患者可出现短暂性调节敏度的下降,可能与术后患者早期角膜中央扁平型切削、角膜水肿、角膜层间界面光反射和表面不规则及角膜上皮修复代偿有关。不过,不须担忧,患者术后随着角膜伤口的愈合,绝大多数可逐渐恢复至正常并稳定。

(二)角膜屈光手术后患者调节灵敏度的改变
有学者报道,SMILE术后1周时患者的单眼调节灵敏度较术前有所下降,但在3个月时患者单眼调节灵敏度较术前显著增加[10-18]。RPK术后2周时患者调节灵敏度轻度下降,在术后1个月和3个月时患者调节灵敏度较术前显著增加[21]。角膜屈光手术后患者的调节灵敏度发生上述变化,可能是由于近视眼的调节灵敏度低于正视眼,因而术后出现短期的下降,而后随着调节刺激的增加,调节灵活度会相应增强[29]

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调节反应和调节滞后


(一)调节反应和调节滞后的概念
调节反应是个体应对某调节刺激时所产生的实际调节量。当调节反应低于调节刺激的屈光度量时就是调节滞后;反之,当调节反应大于调节刺激则称为调节超前。

(二)角膜屈光手术后患者调节反应和调节滞后的改变
有学者发现,角膜屈光手术如LASIK、SMILE、FS-LASIK等均未导致患者的调节反应在术前术后有明显差异, 提示角膜屈光手术对调节反应无明显影响[30]

曾有一项研究报道过1例41岁的近视眼患者,在LASIK术后2个月时患者出现了难以忍受的头痛,脑部磁共振检查无异常,显然验光为轻度近视眼,散瞳验光表现为轻度过矫,经过1%环戊通每晚一次点眼连续6周后,头痛彻底消失,被证实为调节痉挛[31]。PRK在1例33岁的近视眼患者术后1个月时也有过调节痉挛的报道[32]。Zheng等[33]道SMILE术后患者的调节滞后量较术前显著降低。然而,陈晓琴等[10]则发现SMILE术后患者的调节滞后量较术前的差异并无统计学意义。这可能与两项研究采用了不同的测量方式有关,前者采用的是单眼测量,而后者采用的双眼交叉柱镜法(binocular cross-cylinder,BBC)是在双眼注视视标状态下进行,测量中受到调节和融像的影响[33]

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调节近点、调节性集合与调节的比值(accommodation convergence/accommodation,AC/A)


(一)调节近点、调节性集合与AC/A比值的概念
当眼动用最大调节时,所能看清的那一点被称为调节近点。在近视眼患者接受角膜屈光手术后,多数患者处于轻度过矫状态,使得眼的近点发生远视漂移从而导致调节需求增加明显;此后,患者的调节近点一般会随之下降,在1周内较为明显。随着调节功能逐渐适应术后新的视觉环境,调节近点在术后1个月时可逐渐恢复至术前水平,在术后3个月时保持稳定甚至可能会高于术前水平。人眼在看清近视物体时,会产生双眼的调节-集合-瞳孔缩小,即“三联动”。双眼调节和集合共同协调才能够实现舒适及完善的视功能,AC/A值反映了集合和调节的相互作用[34]

(二)角膜屈光手术后患者调节近点、调节性集合与AC/A比值的改变
有学者研究发现,LASIK术后1周时患者的AC/A较术前下降,在术后1个月时仍然较术前下降,在术后3个月时恢复至术前水平;然而也有报道持续到术后9个月时才恢复正常[15,35-36]。SMILE、LASEK及FS-LASIK术后,患者也表现出AC/A在术后先下降后升高再恢复至术前水平[15,18,37]。然而,也有学者指出,LASIK术后3个月、6个月和12个月时患者的AC/A均较术前降低[38],可能是与术后残余的屈光度有关。

6

视疲劳


(一)视疲劳的概念
视疲劳在医学上属于心身疾病的范畴,是由眼或者全身器质性因素与精神心理因素相互作用交织造成的,常以患者自觉眼部不适症状为主要表现,在临床上成为眼疲劳综合征[34]

(二)角膜屈光手术后患者出现视疲劳的原因
角膜屈光手术后引起的视疲劳与调节参数改变有关,如调节幅度、正负相对性调节、调节灵敏度、AC/A比值及调节滞后量等。

(三)角膜屈光手术后患者视疲劳的特点
近视眼患者的视疲劳症状,在LASIK术后1周时较术前加重,之后逐渐减轻,至1月时较术前明显转轻。而且,近视眼患者调节幅度的降低程度与术前患者的屈光度呈正相关,视疲劳症状与双眼调节幅度呈负相关[11]。也有学者认为,暂时性的正相对调节下降是角膜屈光手术之后早期出现视疲劳的原因之一[26]。角膜屈光手术矫正近视眼后使得后顶点距离不存在,根据调节需求量差值公式可求得所需增加的调节力大于配戴角膜接触镜,更大于配戴框架眼镜。因此,角膜屈光手术后患者视近时的调节需求相比术前是增加的,而调节幅度却由于视网膜成像质量的下降而相应变小,这就打破了调节平衡状态。如果患者术后短期内所从事的近距离工作量不未相应减少时,就容易引起调节性视疲劳。一般在角膜屈光手术后1周时,患者的视疲劳症状明显加重,之后逐渐转轻。在术后1个月时,患者的视疲劳症状会较术后1周明显减轻,3个月时与术前相比其差异无统计学意义。

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单眼视


(一)单眼视的意义
对于年龄较大(如40岁以上)或已经出现老视症状的近视眼患者,角膜屈光手术不再单纯是为了矫正近视眼获得良好的裸眼远视力。为了让患者获得良好的近视力,也是现代社会生活方式的必需。单眼视是老视治疗的一种重要方式,可以有效地避免或降低患者的视疲劳症状,也可以用于年龄较大近视眼患者的手术矫正。角膜屈光手术可以矫正患者主视眼看清远处、非主视眼看近。据报道,其成功率可高达90%[39-41]。然而,单眼视是一种人为的屈光参差,由此也会带来很多不良反应。此外,单眼视仍然存在着中等距离视力较差、暗视力或中间视力下降、对比敏感度降低和立体视觉下降等不足之处,也是值得关注的问题[39,40,42]

(二)获得单眼视的方法
近年来,有学者采用一些新的方法,如迷你单眼视(mini-monovision)、角膜镶嵌和多焦角膜切削术等皆可最大程度地改善患者的立体视觉并减少传统单眼视形成屈光参差带来的副作用[43]。多焦的角膜切削模式,是通过对患者中央角膜、周边角膜和混合区不同程度的切削,可产生较好的光学效果,但仍然有可能因为影响远视力而使得患者满意度较低[44]

8

调节功能改善和重建的方法

归根结底,如果能让患者的调节功能部分改善甚至重建,上述一切问题乎都有希望迎刃而解。

(一)电刺激疗法
2017年,一项研究纳入27例40~51岁正视眼患者和13例年龄及屈光度匹配的对照者,采用巩膜镜在角膜缘外3.5mm处的4个方位对睫状肌给予双侧脉冲电刺激,每2周刺激一次持续2个月[45]。结果发现,治疗组的裸眼近视力和阅读速度获得显著改善,患者满意度达到66.7%,满意度评分平均为3分(最高为4分)[45]。该研究虽然自称为电刺激方法可以安全有效地改善患者短期的调节能力,然而该研究并示采用盲法和随机对照,也没有直接测量评估调节的相关参数[46]。当然,对于调节系统及晶状体生物力学的精确测量以及与晶状体相连的悬韧带的组织结构及功能也是值得进一步探索的研究领域[47-48]

(二)药物疗法
药物治疗是改善调节功能的重要研究方向,既往的研究主要是使用不同的缩瞳剂(如卡巴胆碱或溴莫尼定等)和非甾体类抗炎药物来刺激睫状肌的收缩[49-52]。然而,既往研究并未测量离焦曲线或客观性调节指标。近年来,一些新的药物显示出潜力,如硫辛酸EV06可导致小鼠晶状体蛋白二磺酸浓度下降、晶状体软化及弹性增加,有望用于重建和维持调节幅度[53]。此外,一项临床试验(NCT02516306)证实EV06在每天服用2次持续 3个月时,能够改善老视患者的矫正近视力。在停用该药7个月后,视觉改善仍然可以维持5~7个月。关于羟甲唑啉AGN-199201滴眼液(一种肾上腺素受体激动剂)的一项2期临床试验结果显示,有70%的患者在使用此药物后可以获得至少2行裸眼近视力的改善[46]

9

角膜屈光手术设计、训练及用药的新策略


(一)个性化设计
针对角膜屈光手术后调节功能的变化及其影响,在角膜屈光手术的设计过程中,应当综合考虑患者的年龄、用眼需求、调节功能及双眼视觉功能进行个性化的设计。

(二)调节功能训练
对于年龄较大、近视眼度数较高和调节功能较差的患者,可以考虑给予术前和术后的调节功能训练。

(三)药物辅助治疗
可以考虑给予一些药物辅助进行治疗,有助于帮助患者获得清晰、舒适和持久的视觉效果。

(四)引入人工智能机器学习方法
基于机器学习方法的人工智能预测也开始引用在角膜屈光手术领域如SMILE,在安全性和预测性方面取得了可与术者相媲美的效果,在有效性方面甚至优于术者[54],人工智能机器学习的方法或许将来也能用来对角膜屈光手术前后的调节功能变化及其影响进行个性化的预测。综上所述,角膜屈光手术在显著提高患者裸眼视力的同 时,也会导致调节功能的变化。术后的调节功能参数如调节幅度和调节灵敏度的变化趋势一般为先下降,后逐渐上升,在1-3个月时基本恢复至术前水平甚至较术前有所改善。SMILE术后的恢复时间略长于LASIK,可能与SMILE术后的角膜规则性及视网膜成像质量的恢复较LASIK稍慢有关。这两种术式对近视眼患者术后长期的调节功能均无明显不良影响。由于术后患者短期内的调节幅度降低,而调节需求又突然增加,较容易出现明显的视疲劳症状,患者的诉求较多。尤其是在现代社会近距离用眼环境急剧增多的新形势下,更需要重视角膜屈光手术患者术后调节及视觉症状的变化。





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