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医学科普

角膜屈光手术概述

发表者:陈跃国 人已读

眼球的总屈光力为58.64D,而角膜的屈光力为43.05D,占总屈光力的70%,并且角膜位于眼表面,手术操作较方便,因此许多学者认为,手术矫正眼的屈光不正首先应从角膜入手。

角膜屈光手术是通过手术的方法改变角膜表面的形态,以矫正屈光不正,包括近视、远视和散光。其基本方法是在角膜上做不同形状的切口以松解角膜纤维的张力如放射状角膜切开术(radial keratotomy, RK)、或通过精确的激光切削去除部分角膜组织以使角膜表面变平或变陡,如准分子激光屈光性角膜切削术(photorefractive keratectomy, PRK)和准分子激光原位角膜磨镶术(laser in situ keratomileusis, LASIK)。北京大学第三医院眼科陈跃国

早在1869年,荷兰眼科医生Herman Snellen就报道在较陡的角膜子午线上做切口可改变散光量。随后于1885年挪威的Schiotz报道了白内障手术中,沿较陡子午线的角膜切口可使角膜显著变平。最早真正施行角膜屈光手术治疗近视者是日本的佐藤勉(1939),他观察到圆锥角膜发生Descemet膜破裂后因角膜变平而使近视屈光度降低,于1939~1953年佐藤勉先采用放射状角膜切开术治疗圆锥角膜病例,随后又用于矫正近视和散光。原先采用从角膜前表面进行切口,但由于保留角膜中心视区过大(>6mm)而且切口深度不够(仅达角膜厚度的50%),因此疗效并不满意。由于当时还不知道角膜内皮细胞对维持角膜透明性的重要作用,手术改为从角膜前后两面切开,因角膜内皮损伤严重,3/4的病例术后10~20年发生了大泡性角膜病变而导致失明。这一历史悲剧,使角膜屈光手术研究工作中断了一段时间。

另一位角膜屈光手术的先驱者是西班牙的Barraquer,他在1950~60年代,利用改变角膜厚度及屈光度以矫正近视及远视,主要方法为角膜磨镶术(keratomileusis)及角膜镜片术(keratophakia)。前者是用显微角膜刀将角膜前层切下,冷冻后用特制车床将中央部(矫正近视)或周边部(矫正远视)做球面切薄,然后再缝于原位;而后者则是将角膜板层切开,另用异体人眼角膜或合成材料经加工切削成凸透镜或凹透镜后夹镶于切开的角膜板层之间,用于矫正远视或近视。但上述手术由于操作复杂、风险性较大、预测性差,并且角膜层间愈合时难免有瘢痕形成,影响光学效果,因此未能得到推广。

前苏联的Fyodorov(1972)在眼显微手术的带动下,进一步发展和完善了放射状角膜切开术。他提出了现代RK手术的重要原则:①角膜中心视区保留范围越小,所产生的屈光矫正效果越大;角膜切开深度越深,矫正效果越大。因此目前RK手术一般保留角膜中央3mm视区范围,切开深度达角膜厚度的85%~90%,以获得最大的矫正量。②为了避免角膜内皮失代偿,只能在角膜表面进行放射状切开。③根据术前屈光度,通过计算公式决定手术量,使矫正效果更加精确。美国的Bores(1978)进一步完善了RK术前检查设备和手术器械,简化了手术计算公式并使手术操作方法规范化,在1980年代,美国每年开展近视矫正RK手术数十万例,成为当时近视屈光手术的主要术式。

与RK手术几乎并行的是美国Kaufman(1980)提出的表面角膜镜片术(epikeratophakia),先后在美、苏、英、法、德等国家开展,取得了一定的效果。我国中山大学中山眼科中心(1990)也率先在国内进行了临床研究和应用。表面角膜镜片术主要适应于矫治远视,尤其是无晶体眼的矫治。

准分子激光(excimer laser)的问世,给角膜屈光手术带来一项革命性成果。1983年,美国哥伦比亚大学的Trokel等首次报道准分子激光对牛眼角膜的精细切削作用,而不产生热效应。随后,德国T. Seiler等在动物实验的基础上于1985年用准分子激光首次对盲眼进行角膜切削,观察屈光改变。1988年,美国Marguerite McDonald首次将准分子激光屈光性角膜切削术(Photorefractive Keratectomy, PRK)用于治疗屈光不正。

准分子激光的波长为193nm,属远紫外线激光,其工作物质为受激活的氟氩(ArF)二聚体。每一个光子的能量为6.4eV,远大于角膜组织中维持分子键所需的能量(3.4eV)。当准分子激光作用于角膜组织时,可使其分解成小片段产生气化效应,也称为切削性光化分解效应。由于激光波长短,除了光子能量大以外,其穿透力弱(每一脉冲0.25mm),因此对于组织的切削边缘整齐,不损伤周围组织,对眼内组织无影响。目前准分子激光机有三种类型,即大光斑爆破式、裂隙扫描式和飞点扫描式。大光斑(光斑直径>1.0mm)爆破式的优点是在激光脉冲频率较低的情况下,治疗时间也较短,且不容易发生切削偏中心;其缺点为切削面相对较粗糙,中心岛发生率较高,声振波较大。扫描式的优点为切削面较光滑,中心岛发生率较低,声振波较小。其缺点是需要借助眼球跟踪系统,否则容易发生偏中心;此外治疗时间也较长,需要大幅度提高激光脉冲频率。随着波阵面引导个体化准分子激光角膜切削术的兴起,小光斑(光斑直径<1.0mm)飞点扫描式激光机因其治疗准确性高,对消除高阶像差的效果好,而将会成为今后发展的趋势。

随着准分子激光屈光性角膜切削术(PRK)的兴起,近视矫治效果取得了突破性进展。但由于PRK手术需刮除角膜上皮且破坏前弹力层,术后可能产生一定并发症,如角膜雾状混浊(Haze)。术后患者疼痛明显,而且术后长时间使用糖皮质激素眼药水,可导致眼压升高甚至激素性青光眼。1990年希腊的Pallikaris在PRK的基础上首先开展了准分子激光原位角膜磨镶术LASIK,它结合了角膜基质内屈光手术及PRK的优点。由于手术不破坏角膜上皮及前弹力层,可以避免PRK术后的一些并发症,因此已经成为角膜屈光性手术中最有发展前途的一种手术。

目前LASIK手术尚存在的主要问题有:1.与PRK相比,LASIK除了准分子激光仪外,还需添加用于制作角膜瓣的微型角膜切开刀或飞秒激光。手术技巧相对较PRK复杂,如角膜瓣制作或处理不当,可发生一些较为严重的影响视力预后的并发症。2.一般认为,LASIK术后所保留的角膜瓣下基质床厚度应该达250mm以上,否则有发生术后角膜扩张(Ectasia)及继发性圆锥角膜的可能。以术前中央角膜厚度500mm为例,假如角膜瓣厚度为150mm,则所允许的最大激光切削深度为100mm(500-150-250=100),因此,LASIK的近视屈光度矫正范围,应该在-12.0D以下。除了角膜厚度因素以外,过高的屈光度矫正势必要求过多的激光切削深度,或过小的激光切削直径,这样就有可能导致术后不规则散光或出现严重的眩光光晕或视物重影等症状。另据统计,对于低度近视,LASIK的疗效与PRK基本一致,因此,对于低度近视,不一定强求做LASIK手术,而应根据术者的经验及患者的要求进行选择。

准分子激光上皮下角膜磨镶术(Laser Epithelial Keratomileusis, LASEK)是介于LASIK和PRK之间的一种手术,由Massimo Camellin等于1999年在美国白内障与屈光手术年会上首次报导。其操作包括在低浓度(20%)酒精辅助作用下,用器械剥制一个角膜上皮瓣,在完成准分子激光切削后将上皮瓣复位。LASEK的优点在于避免LASIK制作角膜瓣中可能产生的并发症,缩短PRK术后角膜上皮愈合时间、减轻病人的疼痛反应及角膜雾状混浊的程度,但其操作过程较PRK复杂,存在个体差异,部分患者角膜上皮粘连紧密,操作时间较长,假如术中发生上皮瓣破损或高度水肿则相当于做PRK。此外,目前还有一种表层LASIK技术(Epi-LASIK),其原理与LASEK相同,只是术中不需要酒精的作用而是使用特制的全自动角膜上皮剥离器,将上皮剥离。相对于LASIK而言,PRK、LASEK以及Epi-LASIK都属于表层角膜屈光手术,伤口愈合之后,不存在远期角膜瓣移位或脱落的风险。因此,目前主要适用于角膜比较薄或职业特点容易产生眼部外伤而导致角膜瓣移位的人。

基于对角膜屈光手术前后波阵面像差的研究,人们开始关注用波阵面像差引导的角膜屈光手术。即通过像差仪测量的结果来指导准分子激光手术以矫正眼的高、低阶像差。不仅可以达到常规手术矫正屈光不正之目的,同时因消除眼球高价像差使人眼有望获得更好的视觉质量。

波阵面像差引导的角膜切削,即当前所称的个体化切削(customized ablation),是指根据不同个体独特的眼光学特性和角膜解剖特性,通过各种球镜、柱镜、非球镜以及非对称的角膜切削,矫正个体球镜、柱镜并减少高阶像差,从而提高视网膜的成像质量。它是用各种类型的波阵面像差仪测量患眼的波阵面像差,其数据经计算机计算,制订出需矫正的治疗方案,通过激光系统实行手术。实施波阵面像差引导的角膜切削手术系统应包括以下4个基本部分:1.波阵面像差测量装置即波阵面像差仪;2.高频率(200Hz以上)、小光斑(<1mm)扫描式准分子激光系统;3.快速自动眼球追踪器及眼球定位系统,因手术应保持激光光轴与眼球视轴的一致性,而切削偏中心0.3mm已足以引起术后眼像差的增加;4.一个连接波阵面像差仪及激光系统并完成数据处理的计算机连接系统。在术前需测量每个人眼的波阵面像差,测得的像差以角膜外表面不规则的形式表达出来,然后用准分子激光对其角膜表面进行精确的亚微结构塑形。激光斑的大小对所矫正的像差类型有关,由于高于4阶的像差对视觉质量影响较少,目前临床上多矫正4阶及以下的像差,理论上用小于1mm直径的激光束可以有效地消除这类像差。

但是目前波阵面像差引导的准分子激光角膜手术还存在一定的缺陷:①假如像差矫正采用较大的光学区(≥6.5mm直径),则比标准球镜及散光矫正模式需要更深的角膜切削。因此,在某些情况下,尤其是在高度数矫正时为了不影响角膜结构的完整,不可能完全矫正视觉像差。因为像差的矫正需要切削的边缘具有明显的深度,为避免增加愈合反应,需找到合适的过渡区使视觉结果尽可能完美并尽可能减少组织的切削。②个别眼术后高阶像差增加大于常规LASIK,可能是由于像差测量误差尤其是一些复杂病例像差测量困难所致,或由于测量和手术中存在对位误差。③波阵面像差可随年龄增加而改变,而且受调节、泪膜等因素的影响,使测量结果不稳定。④某些高阶像差如垂直彗差或许对眼的视力有益,消除这些像差后反而造成视力下降。⑤角膜瓣及角膜伤口愈合等可产生新的像差,而这些新像差在手术前往往难以作出正确的预测。当然,波阵面像差引导的LASIK手术和标准的LASIK手术一样,有手术中和手术后各种的并发症。如切削错误、上皮内生长和医源性角膜扩张的危险性。

总之,角膜屈光手术特别是LASIK以及LASEK、Epi-LASIK是当前国内外手术矫正屈光不正的最主要方法,我国自1993年开展第一例手术以来,在十余年内已累计引进了近千台设备,完成LASIK/PRK及其他表层角膜手术数百万例,其手术总体效果已经达到了国际先进水平。但是,毕竟角膜屈光手术是在相对正常的眼睛上进行手术,是一种可选择性手术,是属于锦上添化(类似于美容)的手术,任何手术都存在风险或潜在并发症。因此,一定要慎重开展,特别要严格控制手术的适应人群及适应证。

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发表于:2009-11-08 11:42

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