屈光手术是当前眼科学中发展最快的领域之一。经过10多年的发展,准分子激光角膜屈光手术取得了巨大成功,已被临床证明安全有效,得到广泛的接受。然而,无论是PRK还是LASIK距理想屈光手术的要求仍有一定差距。随着人们对眼屈光系统认识的加深和科技的进步,使得该手术得以进一步发展。特别是波前技术(wavefront technology)的应用及其与飞点扫描(flying spot scanning)激光的结合,提出了个性化切削(customized ablation)的新概念,具有划时代意义。
人们早就认识到,屈光系统中普遍存在各种像差(aberrations)。这些像差可分为许多部分,除了球镜和柱镜外,还有彗差、球差、以及更高阶的像差。以往各种屈光矫正手段,包括眼镜、接触镜和屈光手术,只能矫正球镜和柱镜,而对于更高阶的像差,则无准确的测量方法,更无有效的矫正手段。
1997年,Liang等首次采用Hartmann-Shack波前感受器测量人眼屈光系统整体像差,并在实验室采用类似矫正天文望远镜系统像差的自适应光学系统,使受试者矫正视力达到2.0。这一发现引发了人们通过某种手段矫正眼屈光系统像差以获得“超常视力”(supernormal vision)的探索。
从此,多家公司开始研究开发用于个性化切削的激光系统。这些系统主要分为两大类:一是角膜地形图引导的系统;二是波前像差引导的系统。前者测量的是角膜前表面或前、后表面,而后者则测量眼前屈光系统的总体像差。
个性化切削的含义比较混乱,目前主要狭指根据术眼屈光系统的总体像差而设计出适合该眼的最佳切削方案。这种切削方案不仅包括传统LASIK中球镜和柱镜的组合,还包括了矫正彗差、球面像差以及更高阶像差的切削。1999年6月12日,Theo Seiler施行了首例个性化切削。几组研究显示,个性化切削的初步临床结果是令人鼓舞的。
我们对267例近视患者术前像差进行了测量,在8mm瞳孔下,高阶像差占总像差13%,对Zernike各项分析后发现变异很大。经过常规LASIK手术后,高阶像差明显增加,增幅约为2至3倍。
我们采用博士伦公司的Zyoptix系统进行波前引导LASIK临床研究发现,术后高阶像差减少或仅有轻度增加。对彗差的矫正效果优于球差。个体化切削术后的视觉质量在病人主观评价、对比敏感度等方面均优于传统LASIK手术。
要实现个性化切削,必须具有以下条件:
一、精确测量眼屈光系统总体像差的设备。必须具有良好的准确性和可重复性。
二、功能完善的激光系统,可完成各种切削方案。飞点扫描式激光是发展的方向。理论上,激光斑直径越小、频率越高,效果越好。
三、优良的主动式眼球追踪系统或固定系统。不仅需要追踪眼球在X、Y、Z轴的运动,还需要追踪眼球的转动。
四、检查结果与激光透射系统、眼球追踪系统的精确对合。
目前尚无产品完全满足以上要求,即使以上技术问题得到圆满解决,我们还要面临一系列悬而未决的生物医学理论问题,例如:
1. 无论是波前像差的检查,还是个性化切削方案的设计,都基于某些数学理论的假设或近似的设定,而在角膜的切削效应与PMMA板的设计往往存在一定差异。
2. 角膜是否可承受个性化切削中复杂的切削,特别是切削方案中出现的陡峭的曲率变化?
3. 随着伤口愈合,其切削效应会发生怎样变化?
4. 准分子激光手术的切削精度是否足以与检查设备相匹配?有研究显示,现有大光斑激光LASIK手术后眼屈光系统总体像差增加5至15倍,而飞点扫描式激光术后像差亦为术前的2-3倍。
5. 人眼的总体像差在一生中随年龄不断改变,如何处理?
6. 泪膜是否有影响?
7. 玻璃体悬浮物可影像波前像差检查,如何处理?
目前,虽然各主要准分子激光生产商都声称在研究其基于波前像差的个性化切削系统,但个性化切削的研究正处于刚刚起步阶段,许多问题仍有待解决。总之,个性化切削为准分子激光屈光手术带来了美好的前景,但距离广泛的临床应用仍有漫长的道路。