实时膜识别技术在lasik手术中的应用

实时膜识别技术在lasik手术中的应用

准分子激光原膜磨辊（lasik）是目前最流行的研磨工艺。如何改善lasik术后患者的视觉光学质量越来越受到重视。许多临床报告显示,波前像差引导的LASIK治疗近视散光能获得较好的视觉光学质量,而虹膜识别技术和飞秒激光制瓣则为波前像差引导LASIK的有效实施提供了可靠的技术保障。近几年来,虹膜识别技术已普遍应用于波前像差引导LASIK,但仍受限于激光切削前静态的一次性的虹膜识别及术中激光切削时眼球旋转的不断变化。为此,我们采用静态虹膜识别和术中动态虹膜识别相结合的波前引导飞秒激光制瓣LASIK治疗近视散光,并与常规波前引导飞秒激光制瓣LASIK手术的效果进行比较。1数据和方法1.1两组患儿年龄分布情况对比本研究是在厦门眼科中心伦理委员会的许可下进行的,所有患者均签署了知情同意书。2011年4月至10月接受LASIK治疗的近视性散光患者98例(189眼),采用随机数字表法将患者分为两组,试验组(虹膜识别组)49例(95眼),男23例,女26例,年龄18～33(23.62±5.74)岁,对照组(无虹膜识别组)49例(94眼),男25例,女24例,年龄18～35(25.02±4.90)岁;试验组术前球镜度数为0～-8.00(-5.16±2.08)D,柱镜度数为-0.75～-5.00(-1.57±1.09)D,对照组术前球镜度数为0～-7.50(-4.89±1.76)D,柱镜度数为-0.75～-4.50(-1.53±1.12)D,两组年龄、性别、球镜度数、柱镜度数均值差异比较差异均无统计学意义(均为P>0.05)。1.2节全景仪测量两组患者术前检查包括裂隙灯、直接和间接眼底镜、综合验光、非接触眼压、超声角膜测厚、Orbscan角膜地形图、Pentacam眼前节全景仪;试验组应用Zywave波前像差仪进行波前像差检查。1.3术后未固定膜过滤术前的嘴唇和基质床厚度手术采用美国博士伦公司的Technolas217z100准分子激光仪和瑞士Ziemer公司FEMTOLDV飞秒激光,所有手术均由同一医师完成。角膜瓣厚度为90μm或110μm(依患者角膜厚度、屈光度而定),直径为8.5～10.0mm,有效光区直径为5.8～7.0mm(不包括过渡区),术前设计剩余角膜基质床厚度≥280μm。试验组在激光切削前进行静态虹膜识别,自动记录和校正激光机所显示的眼球旋转类型及角度、瞳孔中心移位,激光切削时进行动态的虹膜识别,以25Hz的主动旋转跟踪频率校正眼球旋转、调整切削模式,对照组不启动虹膜识别功能。1.4视网膜瓣患者,10m嘴唇瓣患者,10m嘴唇瓣患者滴4周,5周术后常规局部滴用1g·L-1氟米龙眼液,逐渐减量,110μm角膜瓣患者滴2周,90μm角膜瓣患者滴4周。于术后1个月、3个月、6个月复查患者裸眼视力、最佳矫正视力、散光度、波前像差、角膜地形图等。1.5设计均数统计学分析采用SPSS17.0统计软件包进行统计分析,配对设计均数采用配对t检验,两组间均数比较采用独立样本t检验,计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1嘴唇旋转动态特征试验组在掀开角膜瓣后进行静态虹膜识别,检测出眼球旋转为2.03°±1.75°,瞳孔中心移位X轴方向(0.27±0.14)mm,Y轴方向(0.21±0.16)mm,激光切削时进行动态的虹膜识别、追踪,眼球旋转变化范围为0°～5.2°;对照组未启动虹膜识别功能。2.2两组患者最佳矫正视力比较术后6个月时,所有患者裸眼视力均≥0.5。试验组88眼裸眼视力≥术前最佳矫正视力,对照组为76眼,差异有统计学意义(χ2=5.71,P<0.05),试验组和对照组最佳矫正视力提高1行以上的患者分别为49眼(51.6%)和31眼(33.0%),两者比较差异有显著统计学意义(χ2=6.70,P<0.01)。2.3两组术后散光度比较两组手术前后散光度变化见表1,术后6个月两组散光度均较术前明显降低,试验组降低了86.6%,对照组降低了83.0%,差异有统计学意义(t=3.68,P<0.05),两组术后1个月散光度与术后3个月及6个月比较,差异无统计学意义。术后6个月时,试验组无散光眼为46眼,对照组为31眼,两组比较差异有统计学意义(χ2=4.67,P<0.05)。2.4两组术后总高阶像差情况对比术后6个月时,试验组切削中心位于0.2mm以内者89眼(93.7%),对照组为76眼(80.8%),差异有统计学意义(χ2=7.02,P<0.01)。试验组术后总高阶像差RMS为(0.406±0.127)μm,对照组为(0.433±0.132)μm,差异无统计学意义(t=1.44,P>0.05)。当瞳孔直径为6mm时试验组三阶慧差为(0.285±0.116)μm对照组为(0.326±0.149)μm,差异有统计学意义(t=2.11,P<0.05)。2.5糖激素治疗前患者术中均无严重并发症出现,试验组有1眼、对照组2眼出现0.5级角膜上皮下雾状混浊,均为90μm角膜瓣患者。予糖皮质激素治疗1个月后好转,不影响视力。术后两组均有部分患者出现不同程度的异物感、干燥感等不适症状,术后6个月时症状基本消失。3波前像差检测与混凝土联合应用现代屈光手术已不再刻意追求超视力,而更加注重术后视觉质量和视功能的自然、完美。角膜屈光手术后有部分患者虽然日间的视力良好,但在夜间或暗环境下会出现视物模糊、重影、眩光、物周光晕或星形放射、对低对比度物体的辨识能力下降等不适症状,究其原因主要是高阶像差的增加及残留散光问题。大部分研究表明,LASIK手术因角膜瓣的制作、角膜的愈合反应及生物力学变化、术中眼球旋转及瞳孔中心移位、角膜的非球面性改变、偏中心切削、泪膜的不稳定、不规则散光等原因致使高阶像差增加,影响视觉质量。飞秒激光制作角膜瓣重复性好、精确性高、角膜瓣形态均一规整、术后视觉质量和生物力学稳定性好,已广泛应用于临床。虽然飞秒激光制瓣与机械刀制瓣均可引发高阶像差增加,但机械刀制瓣引发的总高阶像差及慧差更多,飞秒激光较机械刀可获得更好的临床效果。本研究所有病例均采用飞秒激光制瓣,尽可能减少因角膜瓣的制作导致的高阶像差增加及散光残留。在波前引导的LASIK中,术前像差测量时的眼球对位必须与激光手术过程中的眼球对位相适配,才能确保激光切削的准确性。当存在散光的时候,大多数高阶像差都不是放射状对称的,眼球旋转或头部倾斜所致的扭转错位可导致像差和散光矫正不佳甚至产生新的像差。Porter等和Ciccio等均发现LASIK手术时存在眼球的缓慢漂移和旋转;体位的变化可引起眼球轻至中度的旋转,68%患者存在2°以上的旋转。Swami等研究发现4°～10°的旋转将导致14%～35%散光度不能矫正。另外,瞳孔大小及其中心位置参数是屈光手术中不可忽视的因素,如切削中心定位欠佳,会造成像差明显增大。波前像差检查是在光线较暗、瞳孔较大的状态下患者坐位检查,而进行波前引导LASIK手术时,是在光线较强、瞳孔较小的状态下,患者仰卧位手术。瞳孔大小的变化可造成瞳孔中心位置的变化,引起瞳孔中心移位。对于主要矫正近视的常规LASIK手术来说,小于0.5mm的轻微偏中心切削对术后视力、屈光度矫正等影响并不明显,而对于波前引导的LASIK手术,0.3mm以上的轻微偏中心切削则会显著影响高阶像差的矫正效果。因此在进行波前引导的LASIK手术时,对切削区进行准确的定位非常重要,在手术时应该对瞳孔中心移位和眼球旋转进行相应的补偿。波前像差技术和虹膜识别技术的有机结合与应用为LASIK手术精确性和术后视觉质量的进一步提高提供了可能。虹膜识别技术的原理是手术前通过波前像差仪对虹膜进行照相并将该图像进行数字化处理,找出其中特征,手术时启动虹膜识别功能,计算机自动对比波前像差仪和激光机所获虹膜图像的特征点,激光机自动调整扫描镜片来补偿眼球旋转,确保准分子激光发射时患者眼睛的状态与术前检查时的状态相吻合,以达到精确瞳孔定位和切削的目的。我们应用实时虹膜识别技术在掀瓣前进行静态的虹膜识别,以校正生理性眼球旋转,掀瓣后以25Hz主动旋转跟踪频率进行动态的虹膜识别,与三维眼球跟踪一起确保手术的精确性。本研究结果显示,静态虹膜识别定量检测出眼球旋转角度为2.03°±1.75°,瞳孔中心移位X轴方向(0.27±0.14)mm,Y轴方向(0.21±0.16)mm;激光切削时进行动态虹膜识别、跟踪,眼球旋转变化范围为0°～5.2°。通过实时虹膜识别技术的应用,这些旋转和瞳孔中心移位在激光切削时得以校正、补偿,从而使角膜切削更加精确。本研究结果表明,两组患者散光的矫正均取得了较好的效果,具有较高的有效性、安全性和稳定性。术后6个月,试验组裸眼视力和最佳矫正视力均要优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组残留散光度为(-0.21±0.23)D,较术前降低了86.6%,比以往报道要更好一些,可能与我们增加了术中动态的虹膜识别有关;对照组残留散光度为(-0.35±0.29)D,较术前降低了83.0%,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。说明两种手术方式均能使术前散光度大幅降低,但实时虹膜识别技术能够更加精确地矫正散光。术后6个月时,试验组无散光眼为46眼,对照组31眼,差异有统计学意义(P<0.05),说明LASIK手术不但可以降低散光,还可以使部分患者彻底消除散光,实时虹膜识别技术的应用使体位改变引起的生理性眼球旋转和术中不断变化的眼球旋转得到校正,从而使得散光度和轴向的治疗更加精确。两组术后3个月与术后6个月散光度同术后1个月比较差异无统计学意义,说明术后1个月散光度即趋于稳定,两组治疗结果稳定性一致。除了残留散光,LASIK术后视觉质量下降的另一重要原因是高阶像差的增加。LASIK术后角膜表面近周边变得相对陡峭,其非球面性发生改变,由椭球面变为扁椭球面,导致球差增加。术后6个月,两组总高阶像差均有不同程度的增加,试验组增加幅度较小,但差异无统计学意义。两组亚临床偏中心切削的比例和三阶慧差的增幅,对照组明显高于试验组,说明实时虹膜识别技术能够有效校正瞳孔中心移位和眼球旋转,减少偏中心切削,降低慧差的增加,提高视觉质量。由于目前仅能矫正术前存在的像差,而对角膜修复愈合过程中产生的像差无法有效预防,虽然通过飞秒激光制瓣、虹膜识别技术应用能够减少慧差的引入,但手术切削所产生的非球面性改变仍然不可避免术后球差的显著增加,因此两组术后总高阶像差比较差异无统计学意义,如何进一步减少LASIK术后总高阶像差的增加仍任重道远。另外,目前的像差矫正技术是基于人眼像差固定这个前提,而人眼的高阶像差会随着调节而变化,像差本身在不同时间也有变化,因而限制了手术效果的长期稳定性。术后试验组和对照组分别出现1眼和2眼0.5级角膜上皮下雾状混浊,均为90μm角膜瓣的术眼,经氟米龙眼液滴眼1个月治疗后好转。混浊的产生可能与角膜瓣过薄或基质面粗糙有关,也可能与切削界面基质细胞活化程