长眼轴患者白内障超声乳化术后角膜生物力学的变化

宋沙沙 宋慧

白内障是老年人易患疾病，也是全球第一位致盲病，目前治疗白内障的主要方法是白内障超声乳化吸出术。角膜生物力学特征颇为复杂，且不是固定不变的，临床眼科中角膜的微观结构发生变化，则角膜生物力学属性也会随之发生变化。超声乳化手术会导致角膜内皮细胞损伤及角膜水肿。Valbon等[1]发现，白内障超声乳化手术会引起角膜厚度增加，角膜生物力学性质减弱，从而导致角膜生物力学特性发生改变。白内障术后角膜生物力学的改变可能会使伤口愈合不良而致迁延感染的发生[2]。高度近视眼较正视眼角膜内皮细胞密度低、细胞平均面积增大，内皮细胞“泵”功能下降，在进行内眼手术后更易出现角膜水肿甚至失代偿等病变[3]。眼轴增长是近视眼发生发展的重要因素，长眼轴和正常眼轴患者在进行白内障手术后其角膜生物力学性能的变化及之间的差异相关研究较少。

近期出现了一种新型的活体角膜生物力学性能的仪器——可视化角膜生物力学分析仪(corneal visualization scheimpflug technology，Corvis ST)，该仪器不仅能够实时动态记录角膜受压形变全过程，并能分析角膜形变过程中的生物力学变化情况。临床上已有许多将Corvis ST应用于研究中，如对眼压的测量及诊断鉴别圆锥角膜等[4-5]。Valbon等[1]首次将Corvis ST应用于测量及比较飞秒辅助白内障超声乳化术与标准白内障超声乳化手术后角膜生物力学参数的变化中，发现术后1 d两种手术者角膜生物力学的绝大多数参数发生了改变。本研究将正常眼轴患者作为对照组，观察长眼轴患者在进行白内障超声乳化手术前后角膜生物力学参数的变化，为其术后更易发现潜在病变提供一定的理论参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料前瞻性队列研究。收集2015年6月至2016年1月在天津市眼科医院白内障科拟接受白内障超声乳化及人工晶状体植入术患者58例68眼。患者入选标准：眼轴长度为22～24 mm及大于26 mm；晶状体核硬度分级为Ⅱ-Ⅲ级。排除标准：(1)有眼部其他特殊眼病史，如圆锥角膜、疑似圆锥角膜、角膜云翳、角膜瘢痕、青光眼及活动性眼部疾病；(2)有眼部外伤及手术史；(3)患有影响眼部的全身其他系统性疾病；(4)角膜表面欠规整、透光度差，自动对焦困难的患者。按照眼轴长度分为两组：长眼轴组(眼轴长度>26 mm)28例34眼，正常眼轴组(眼轴长度22～24 mm)30例34眼。本研究遵循赫尔辛基宣言，并通过本院伦理委员会认证，所有入选者均签署了知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 术前常规检查所有纳入研究患者均在手术前1 d经过常规的眼科检查，包括裸眼及矫正视力、电脑验光、眼压测量、裂隙灯显微镜检查、间接检眼镜眼底检查、IOL-Master检查测量角膜曲率和眼轴长度，Corvis ST测量角膜生物力学参数和眼压。

1.2.2 Corvis ST测量角膜生物力学参数Corvis ST (Wetzlar，Germany)利用超高速Scheimpflug拍摄技术(最高采集速率4330帧·s-1，采集范围直径8.5 mm，图像分辨率为640×480像素)实时动态记录角膜中央水平截面的形变全过程，经专业系统软件分析后慢动作显示在控制面板上，在测量过程中角膜在气流作用下向内凹陷，角膜顶点达最大压陷深度时，由于气流作用的减弱至消失和眼压及角膜黏弹性的性质，角膜开始返回初始状态，此过程中角膜经历2次压平状态，Corvis ST记录角膜的整个形变过程中能够反映角膜生物力学性质的相关形变参数。所有检查均由同一位医师完成，检查过程中严格监视受检眼注视状态，以确认检查结果准确可靠，分别测量术眼术前及术后1周、1个月的角膜生物力学参数，每次检查均在下午200-400完成测量，每眼分别测量3次，取其平均值作为最后检查结果。

1.2.3 手术方法患者术前结膜囊冲洗，使用50 g·L-1碘伏消毒眼周皮肤后5 g·L-1丙美卡因滴眼2次行表面麻醉，置开睑器，使用生理盐水进行结膜囊冲洗消毒。在1100钟位做透明角膜缘主切口(切口直径为2.8 mm)，在透明角膜缘200钟位做辅助切口，前房注入黏弹剂，超声乳化吸除晶状体核及皮质，囊袋内植入人工晶状体，采用水封闭的方法密闭手术切口，术中均无并发症发生。手术完成后结膜囊内滴左氧氟沙星滴眼液和涂妥布霉素地塞米松眼膏。术后透明角膜手术切口密闭性良好，角膜无明显水肿，所有手术均由同一位经验丰富的主任医师完成。

1.2.4 术后处理及随访患者术后常规测视力、裂隙灯检查换药后出院。术后用药：普拉洛芬眼液4次·d-1、盐酸左氧氟沙星眼液4次·d-1、氟米龙眼液 4次·d-1，每周递减一次，所有眼液术后1个月停用。两组患者术后1周及1个月来医院行术后常规检查，包括视力、裂隙灯检查及Corvis ST角膜生物力学测量。

2 结果

2.1 一般资料入选患者的基本资料见表1。长眼轴组和正常眼轴组患者年龄差异无统计学意义(t=-1.28，P=0.21)，性别比例差异无统计学意义(χ2=0.53，P=0.47)，晶状体核硬度差异无统计学意义(χ2=4.00，P=0.26)。

表1 入选患者的基本资料

项目长眼轴组正常眼轴组P值年龄/岁54.85±4.7856.41±5.290.21性别(男/女)18/1615/190.47眼轴长度/mm29.04±1.7223.04±0.37<0.001角膜曲率/D45.34±1.3144.48±1.420.01晶状体核硬度Ⅱ级16眼、Ⅲ级18眼Ⅱ级15眼、Ⅲ级19眼0.26

2.2 术前术后角膜生物力学参数分析白内障超声乳化手术前后长眼轴组不同时间点角膜生物力学参数变化见表2。术前及术后1周、1个月长眼轴组峰距、中央角膜厚度、矫正眼压、眼压、第二压平时间及最大形变幅度总体比较，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。其中术后1周峰距、中央角膜厚度、矫正眼压、眼压较术前明显增大，差异均有统计学意义(均为P<0.05)，最大形变幅度较术前明显减小，差异有统计学意义(P<0.001)；但术后1个月与术前比较，最大形变幅度较术前减小，差异有统计学意义(P<0.001)，中央角膜厚度、矫正眼压、眼压较术前均高(均为P<0.05)；而峰距、第二压平时间均恢复到术前水平(P=0.072、0.076)，术后1个月与术后1周比较，峰距、矫正眼压、眼压均有减小趋势(均为P<0.05)，而中央角膜厚度变化差异无统计学意义(P=1.000)。

正常眼轴组不同时间点角膜生物力学参数变化见表3。术前及术后1周、1个月正常眼轴组峰距、中央角膜厚度、矫正眼压及眼压的总体比较差异均有统计学意义(均为P<0.05)。其中术后1周与术前比较，峰距、中央角膜厚度、矫正眼压及眼压明显增大，差异均有统计学意义(均为P<0.05)；但术后1个月与术前比较，峰距、中央角膜厚度、矫正眼压、眼压均恢复到术前水平(均为P>0.05)；术后1个月与术后1周比较，峰距、矫正眼压、眼压均有显著减小趋势(均为P<0.05)。

时间眼数中央角膜厚度/μm第一压平时间/ms第二压平时间/ms最大压陷时间/ms眼压/mmHg矫正眼压/mmHg术前34520.09±26.047.16±1.0721.62±0.5916.96±0.6612.56±2.7212.27±2.80术后1周34543.30±32.16a7.30±0.3021.61±0.48b17.09±0.6414.36±3.20ab13.68±2.39ab术后1个月34540.71±30.57a7.10±1.0921.81±0.4517.02±0.7513.42±2.73a12.95±2.59aF值32.001.253.330.35413.4236.78P值0.0000.2990.0420.7030.0000.000时间眼数第一压平长度/mm第二压平长度/mm第一压平速度/m·s-1第二压平速度/m·s-1峰距/mm最大压陷曲率/mm最大形变幅度/mm术前341.75±0.071.76±0.300.17±0.12-0.42±0.084.55±0.1366.82±0.801.28±0.13术后1周341.78±0.041.69±0.330.15±0.02-0.42±0.195.48±0.13ab6.81±0.741.21±0.12a术后1个月341.77±0.061.61±0.350.15±0.02-0.43±0.154.86±0.086.92±1.01.23±0.11aF值2.4752.351.060.0627.250.37929.18P值0.0920.1030.3570.9420.0000.6870.000

注：与术前比较，aP<0.05，与术后1个月比较，bP<0.05;1 kPa=7.5 mmHg

时间眼数中央角膜厚度/μm第一压平时间/ms第二压平时间/ms最大压陷时间/ms眼压/mmHg矫正眼压/mmHg术前34537.82±32.057.30±0.3521.88±0.4617.15±0.6511.71±2.8711.97±2.92术后1周34548.50±35.77a7.30±0.4821.59±1.0117.20±0.7012.77±2.66ab12.89±2.95ab术后1个月34545.24±34.337.21±0.4721.90±0.5517.16±0.3911.62±2.8211.71±3.38F值3.2320.891.030.03820.0724.95P值0.0460.4170.3680.9620.0000.000时间眼数第一压平长度/mm第二压平长度/mm第一压平速度/m·s-1第二压平速度/m·s-1峰距/mm最大压陷曲率/mm最大形变幅度/mm术前341.79±0.051.81±0.290.15±0.02-0.34±0.073.67±0.227.20±0.831.14±0.14术后1周341.81±0.041.75±0.270.15±0.02-0.37±0.094.49±0.17ab7.36±1.051.13±0.10术后1个月341.80±0.031.70±0.260.15±0.02-0.37±0.083.73±0.247.18±0.991.14±0.13F值2.282.900.832.286.600.730.12P值0.1100.0620.4420.1100.0020.4860.89

注：与术前比较，aP<0.05，与术后1个月比较，bP<0.05

长眼轴组与正常眼轴组白内障超声乳化手术后1周、1个月角膜生物力学参数变化量比较见表4。长眼轴组与正常眼轴组在进行白内障超声乳化术后1周中央角膜厚度、最大形变幅度、矫正眼压及峰距的变化量比较，差异均有统计学意义(均为P<0.05)。其中长眼轴组角膜生物力学参数变化量要比正常眼轴组的变化量大。长眼轴组与正常眼轴组在进行白内障超声乳化术后1个月中央角膜厚度、最大形变幅度、矫正眼压的变化量比较差异均有统计学意义(均为P<0.05)，且长眼轴组角膜生物力学参数变化量要比正常眼轴组的变化量大。

表4 长眼轴组和正常眼轴组白内障超声乳化手术后1周与1个月生物力学参数变化量比较

组别Δ中央角膜厚度/μm术后1周术后1个月Δ最大形变幅度/mm术后1周术后1个月Δ矫正眼压/mmHg术后1周术后1个月Δ峰距/mm术后1周术后1个月长眼轴组23.210±22.61020.620±12.770-0.070±0.050-0.050±0.0601.400±1.0900.670±1.2400.930±0.6700.320±0.780正常眼轴组10.680±17.8907.410±23.390-0.007±0.120-0.003±0.1400.920±0.8000.260±1.1200.060±1.5700.810±1.350t值2.5302.890-2.780-2.0402.0903.2602.980-1.860P值0.0140.0050.0050.0450.0400.0020.0040.060

2.3 术后角膜生物力学参数相关性分析长眼轴组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴长度均有正相关性(r=0.493，P=0.003；r=0.575，P<0.001；r=0.587，P<0.001)。正常眼轴组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴长度均无相关性(r=0.125，P=0.482；r=-0.083，P=0.639；r=-0.129，P=0.468)。两组术后1周峰距的变化量与眼轴长度均无相关性(r=-0.250，P=0.154；r=-0.199，P=0.259)。

3 讨论

目前，有研究发现白内障超声乳化术后角膜基质层细胞密度明显增加[6]。在进行白内障超声乳化和人工晶状体植入术后由于手术切口问题、术中超声能量的损害、乳化颗粒的机械损伤、人工晶状体植入过程中的机械损伤等均可对角膜生物力学性能产生一定的影响。研究发现，随着眼轴变长，眼球扩张会使角膜变薄[7]。长眼轴患者在白内障超声乳化术后可能由于眼轴本身及术中损伤会导致微观结构的改变，角膜生物力学也会随之发生变化。

目前，临床上测量角膜生物力学性能较为普遍应用的是眼反应分析仪(ocular response analyzer，ORA)。Zhang等[8]应用ORA比较2.2 mm微切口和3.0 mm标准切口白内障超声乳化手术后两组角膜生物力学参数，术后1 d均降低，IOPg及IOPcc术后1 d升高，且2.2 mm微切口较3.0 mm标准切口恢复快及均恢复到术前水平。Alió 等[9]研究发现，1.8 mm白内障手术切口比2.75 mm切口术后角膜生物力学更具有稳定性。Simsek等[10]研究先天性白内障术后角膜生物力学发现，角膜厚度虽增加，但角膜生物力学参数并未受到手术的影响。ORA测量参数与角膜材料经典生物力学参数，如弹性模量、应力和应变等尚未建立定量关系，且在某种程度上受角膜形态学的影响[11]。Valbon等[1]首次将Corvis ST应用测量并比较飞秒辅助白内障超声乳化术与标准白内障超声乳化手术后角膜生物力学参数的变化中发现，术后1 d两种手术角膜生物力学的绝大多数参数发生了改变。

本研究应用Corvis ST测量长眼轴和正常眼轴患者白内障超声乳化手术后的角膜生物力学参数变化，结果显示，2组术后1周峰距、中央角膜厚度、矫正眼压、眼压较术前均明显增大，而术后长眼轴组中最大形变幅度较术前减小。所得结果与Valbon等[1]研究一致。角膜的生物力学特性大部分由基质层体现，组成基质层的胶原纤维的结构及成分决定了角膜的弹性性能。Du等[6]研究发现，白内障超声乳化术后基质层细胞密度明显增加，术后1周角膜不同程度的水肿及基质层细胞的增加使角膜抗压强度增强，在同一气压脉冲的作用下使最大压陷深度减小。由于角膜厚度增加，最大压陷深度减小从而导致峰距增大。本研究中术后1周2组眼压都明显增大，原因可能与术中黏弹剂、晶状体皮质的残留及反射性房水分泌增多，炎性渗出物堵塞小梁网导致房水流通不畅等因素有关。有研究报道，角膜厚度影响眼压值，中央角膜厚度升高10%能导致压平式眼压计测得眼压平均升高3.4 mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)，甚至有急性疾病患者眼压上升高达10 mmHg[12-13]。Zhang等[8]研究结果与之一致。本研究中术后1个月正常眼轴组峰距、中央角膜厚度、矫正眼压、眼压均恢复到术前水平。Kandarakis等[14]研究发现，41例普通白内障患者行白内障手术后中央角膜厚度呈先增厚后逐渐恢复趋势。我们认为，正常眼轴组术后中央角膜厚度呈先增厚后逐渐恢复主要是由于术后暂时性、可逆性的角膜水肿引起，角膜生物力学的相关参数也随角膜水肿的消退而恢复到术前水平。而长眼轴组最大形变幅度较术前依旧减小，角膜中央厚度、矫正眼压、眼压较术前也增高。

本研究中长眼轴患者的眼轴长度大于26 mm，眼轴增长是近视发展的主要因素，本研究患者由于存在白内障，术前屈光度无法测量，但通过眼轴可知本研究中长眼轴患者是高度近视患者。有研究发现，高度近视眼角膜内皮细胞密度降低，在进行内眼手术后更易出现角膜水肿甚至失代偿等病变[3]。而且随着高度近视患者眼轴长度的增加，后部巩膜出现葡萄肿而变薄，通过力的传导作用对角膜产生向周围的牵拉作用，使得角膜的基质层发生细微的生物学变化[15]，角膜的生物力学也随之发生一定的改变。近视眼的发生发展与角膜的区域性生物力学性能改变密切相关，在角膜颞下方发生厚度变薄、力学性能变弱的病理性改变[16]。这些从本研究中都得到了充分的证明，随着眼轴的增长，近视程度的增加，高度近视患者较正常人在进行白内障超声乳化术后角膜生物力学更易发生改变。有文献报道，高度近视患者发生青光眼的危险性要比普通人更高，随着高度近视的进展，眼压呈增加趋势[17]。本研究发现，高度近视患者进行白内障手术后眼压有持续增高的趋势，我们认为高度近视患者与正视者相比术后发生高眼压的风险可能更高。应该高度关注高度近视患者进行白内障手术后眼压的变化，防止术后高眼压和青光眼等并发症的发生。从2组术后1周及1个月角膜生物力学参数变化量的比较得出，长眼轴组角膜生物力学参数术后1周的变化量要比正常眼轴组大，且长眼轴组术后1个月与术前相比变化量要比正常眼轴组大，结合手术各个时间点的变化趋势可以看出，长眼轴组术后角膜生物力学更易发生变化且恢复速度较正常眼轴组慢。在相关性分析中发现，长眼轴组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴均存在正相关性，而正常眼轴组以上参数变化量与眼轴均无相关性，从另一方面证明了角膜生物力学及眼压会受到眼轴长度的影响。

本研究存在一定的局限性，纳入患者包括双眼发病及单眼发病者，可能会影响结果，需进一步进行双眼的对比性比较，以及本研究并未统计术后1 d角膜生物力学的变化是否更显著及术后更长时间的随访长眼轴患者角膜生物力学及眼压的变化是否会恢复到术前水平。由于本研究设计主要考虑高度近视患者白内障超声乳化术后角膜生物力学的变化，研究对象选取了眼轴长度大于26 mm的高度近视患者，并未纳入眼轴长度为24～26 mm的患者，不同眼轴长度之间的角膜生物力学的比较需进一步研究。

综上所述，白内障超声乳化手术后可改变角膜生物力学性质，长眼轴患者较正常眼轴患者角膜生物学改变更显著，恢复较缓慢，白内障术后伤口发生愈合不良导致迁延感染可能性较正视眼大，应该考虑对其延长术后用药时间。长眼轴患者眼压有持续增高的趋势，应注意其术后眼压的变化，控制激素类药物的使用，防止术后高眼压和青光眼并发症的发生。本研究样本量较少，观察时间较短，白内障超声乳化手术对长眼轴患者术后角膜生物力学性质的长期影响尚需进行大样本量和远期观察研究进一步验证。