屈光手术是以手术的方法改变眼的屈光状态, 包括:角膜屈光手术、眼内屈光手术和巩膜屈光手术。
1 角膜屈光手术
角膜屈光手术是在角膜上施行手术以改变眼的屈光状态。根据手术时是否采用激光又分为非激光性和激光性手术。前者有放射状角膜切开术、表面角膜镜片术、角膜基质环植入术;后者有准分子激光角膜切削术、准分子激光角膜原位磨镶术等。
1.1 准分子激光角膜切削术
准分子激光术后并发症主要为上皮下角膜浅表混浊(Haze),可使屈光度回退和视力减退,其他还有过矫、欠矫、夜间眩光、不规则散光、单眼复视、最佳矫正视力下降和感染等。
缺点还有对高度近视预测性差,回退较大;远视治疗的预测性较差,且只适用于中低度远视。
有逐年被LASIK所取代的趋势。
但手术受个人操作的影响较小,可以多次手术;远期观察表明Haze有逐渐减少的趋势;术后像差比LASIK少等,如控制Haze的研究有所突破,仍有东山再起的可能。
1. 2 准分子激光角膜原位磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK) 曾称ALK-E
1948年哥伦比亚Barraquer发明以角膜板层手术矫正屈光不正,1990年希腊Pallikaris采用准分子激光切削角膜层间基质成为准分子激光角膜原位磨镶术。
与准分子激光角膜切削术相比,此手术的优点是保留了角膜上皮层及前弹力层,更为符合角膜的生理,术后不发生角膜混浊(haze),高度近视回退少,且术后无疼痛,恢复快。是目前最为合理的屈光手术之一。
与PRK相比,除haze外,同样有过矫、欠矫、夜间眩光、不规则散光、单眼复视、角膜膨隆及最佳矫正视力下降等视光学方面的术后并发症,另有因角膜瓣引起的一系列并发症,如角膜层间上皮植入、角膜瓣游离、角膜瓣皱折和Sahara综合症等。随着角膜板层刀的改进和技术的熟练,角膜瓣的并发症已大大下降。
其缺点在于术者操作难度大、增加了角膜瓣引起的一批并发症、高度近视疗效比中低度差、术后像差增加,且比PRK大等,手术的屈光度矫正范围最终受到中央角膜厚度的限制。
1. 3 上皮下激光角膜磨镶术(laser epithelial keratomileusis, LASEK)
最早由意大利Rovigo医院眼科中心的Massimo Camellin医生于1997年在屈光手术临床中所发明。其原理是在角膜前面最浅表处掀起一个直径约9毫米的上皮瓣,然后用准分子激光进行角膜切削,最后将角膜上皮瓣复位,并配戴绷带式隐形眼镜以保护上皮瓣。手术过程简便,比LASIK更为安全。
该手术期望将目前PRK和LASIK两种手术的优点集合在一起,同时又避免两者的缺点。初步研究表明:LASEK术后角膜上皮和视力恢复较PRK快,术后疼痛较PRK为轻,同时LASEK避免了LASIK因角膜瓣带来的各种并发症,还减轻了PRK的主要并发症Haze。LASEK特别适合于角膜薄、度数太高、睑裂小、瞳孔过大、曲率过平坦等近视及远视患者。
2 波前像差技术及其在角膜屈光手术中的应用
屈光手术后出现的种种视觉质量的问题使人们对早已存在的波前像差理论有了一重新的认识和发展。屈光手术出现之前,像差在眼屈光系统中所占比例很小,即使很大的瞳孔直径,20/20以下的视力中,眼像差并不影响成像质量。随着屈光手术如RK,PRK,LASIK的应用,细微的角膜形状改变达到了很好的屈光矫正效果,但是同时也带来了术后眼屈光系统很大的球差、彗差以及其它高阶像差,从而导致术后暗视力下降、眩光、重影等种种视觉主诉,虽然此时明视下的视力可能已经达到20/20。
2.1 波前像差仪
现在的波前像差仪主要分为三类,如以Hartmann- Schack 波前感受器理论为基础的 Alcon Summit 自动角膜个性化测量仪、博士伦的Zyopitics 系统和Aesculap Meditec Wosca等等;以Tscherning理论为基础的WAVElight 和Schwind公司的像差仪,Tracey公司的视网膜光线追迹仪等等;以Sminov-Scheiner理论为基础的Emory 视觉矫正系统、尼德克OPD 扫描系统等等。
2.2 像差定义和分析
像差一般以像差图和Zernike多项式来表示。
眼像差图是分析光线通过屈光介质后其光学路径长度(OPL)的差异。OPL是阐述一定数量的光波振动着从一点到另一点。把OPL定义为特定屈光介质的物理光路长度,OPL变为光线传播时振动数量。由点光源产生的光线在各个方向上均有,若所有的光线有同样的OPL,每条光线对应同样数量的振动。则在每条射线末有同样的位相,这种带有共同位相点的轨迹代表了光的波前。眼光学系统的像差结构被二维的图形综合表示成像差。
要得到完善的视网膜像需要通过瞳孔的每一路径其物点到其像点的光学距离相同。像差图表现的就是这种理想状态的偏差。视网膜点光源从眼中反射后的光波前形状决定于光线通过瞳孔每点的OPD。因此,通过瞳孔平面的OPD图和数学描述W(X,Y)从眼出来的畸变波前形状是一致的。两者均可以被用做眼的像差图。
Zernike多项式是正交于单位圆上的一组函数,通过Zernike多项式,眼光学系统像差可以量化。实际和参考波前的差异用Zernike系数表示,波前像差的值等同于所有Zernike系数的平方和。Zernike多项式3部分组成:标准化系数,半径依赖性成分,方位角依赖性成分。半径依赖性成分为多项式,方位角依赖性成分为正弦曲线。
2.3 波前像差在角膜个性化切削中的应用
所谓波前引导的角膜个性化切削是指根据不同个体的独特的光学特性和解剖特性,通过各种球镜、柱镜、非球镜以及非对称的切削矫正个体球镜和柱镜以及减少眼的高阶像差,从而提高视网膜的成像质量。这种方式理论上可以使患者得到比正常人更好的视觉“超常视力”。个性化的切削同时适用于由于角膜疤痕,穿透性角膜移植,中央岛以及晶体异常引起的非典型的像差的矫正。
首先测量眼的像差包括主观和客观的测量,包括眼所有的像差,如棱镜、球镜、柱镜、彗差、球差等。以Zernike多项式表达屈光系统的像差。眼的像差决定理想切削的设计。切削后患者瞳孔增大时,如在夜间,由于整个眼的像差得到了矫正,应无夜间视力下降、眩光等主诉。