不同人工晶状体设计对人工晶状体眼波前像差的影响

　　作者：石栋，张劲松 作者单位：(110005)中国辽宁省沈阳市，中国医科大学附属第四医院眼科中心 中国医科大学晶状体研究所

　　【摘要】 　　目的：评价超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入术后人工晶状体眼的波前像差，讨论不同设计的人工晶状体对术后人工晶状体眼波前像差的影响。方法：选择年龄相关性白内障患者62例(69眼)，年龄41～84(平均63.4±4.0)岁。其中男24例(28眼)，女38例(41眼)，右眼38例，左眼31例。随机平均分为3组，使年龄性别相匹配。其中A组植入三片式人工晶状体(ACRYsofMA60BM)，B组植入一片式人工晶状体(ACRYsofSA60AT)，C组植入蓝光滤过型一片式人工晶状体(ACRYsofSN60AT)。同一术者，同一超声乳化仪(AlconINFINITI VISION SYSTEM)和手术显微镜(Carl Zeiss Stativ S88)，术中均采用角膜曲率最高经线上宽3.2mm长1.75mm的角巩膜缘隧道切口。术后1mo使用客观型波前像差仪(Nidek OPDscan ARK10000)进行波前像差检测，得出总体高阶像差的均方根(RMSh)。结果：A组三片式(ACRYsofMA60BM)的RMSh平均达到0.702±0.090μm，B组一片式(ACRYsofSA60AT)的RMSh平均达到0.529±0.067μm，C组蓝光滤过型一片式(ACRYsofSN60AT)的RMSh平均达到0.566±0.066μm。三组比较采用单向方差分析，5.0mm瞳孔大小时A组的总体像差值最高(P<0.01)，其余两组没有显著性差异(P=0.126)。组间差异有统计学意义。结论：人工晶状体襻的设计对超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入术后人工晶状体眼的像差有明显影响，但光学区染色对单色像差的影响无统计学差异。这一结果对进一步完善白内障手术以及人工晶状体材料和设计的改善提供了有意义的信息。

　　【关键词】 波前像差，人工晶状体，超声乳化白内障吸除术

　　Impact of different intraocular lens design on the wavefront aberration of pseudophakic eyes

　　Dong Shi, JinSong Zhang

　　Eye Center, the Fourth Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110005, Liaoning Province, China

　　Correspondence to: JinSong Zhang. Eye Center, the Fourth Affiliated Hospital of China Medical University, Shenyang 110005, Liaoning Province, China. cmu4hzjs@126.com

　　Abstract

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　　AIM: To investigate the impact of different intraocular lens design on the wavefront aberration of pseudophakiceyes.

　　METHODS: A total of 69 eyes of 62 patients, with agerelated cataract and mean age of 63.4± 4.0 years, were included in this study. The eyes were randomly divided into 3 groups according to the type of intraocular lens (IOL) (loop type and optic color) implanted. Multipiece IOLs(ACRYsofMA60BM)were inserted into the eyes in Group A. Singlepiece IOLs(ACRYsofSA60AT)and blue light filtering singlepiece IOLs were inserted into the eyes in Group B and C respectively. The same surgeon, phacoemulcifier (AlconINFINITI VISION SYSTEM), and operating microscope (Carl Zeiss Stativ S88) were employed in the study. The corneoscleral junction tunnel incision was in the highest curvature, with the width of 3.2mm and the length of 1.75mm. The optical aberrations and the root mean square of highorder wavefront aberrations (RMSh) were measured with the OPDscan ARK10000 (Nidek) at one month after the surgery, using a 5.0mm wavefront aperture diameter for all comparisons.RESULTS: The mean RMSh of Group A was 0.702±0.090μm, and the values of Group B and Group C were 0.529±0.067μm and 0.566±0.066μm. There was no statistical difference in highorder aberrations between Group B and Group C in which the IOL were of the same design but different colour (P>0.05). However, the measured highorder aberrations were significantly higher in Group A in which the IOL had PMMA loop (P<0.01). CONCLUSION: The different loop design of IOL contributes a lot to the wavefront aberration of pseudophakic eyes. There is no statistical difference in highorder aberrations between IOL with optical staining and those without.

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　　KEYWORDS: wavefront aberration; intraocular lens;

　　phacoemulcification

　　引言

　　白内障是世界首位致盲眼病[1]，手术是目前唯一快速有效的治疗白内障的手段。随着超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入技术的日趋完善，越来越多的学者已经不仅仅满足于患者良好的客观视力，其关注点慢慢转移至患者术后的主观视觉质量上[2,3]。人工晶状体眼的视觉质量可以用像差仪在体检测[4]，以往的文献已有不同人工晶状体光学区设计对超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入手术后术眼波前像差影响的报道。本研究使用客观型波前像差仪(Nidek OPDscan ARK10000)检测白内障术后光学区材料、设计基本相同的人工晶状体眼的总体高阶像差，分析人工晶状体襻类型以及光学区染色与否对人工晶状体眼像差的影响。

　　1对象和方法

　　1.1对象

　　超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入手术的年龄相关性白内障患者62例(69眼)，晶状体核硬度II～III级并排除了其他相关眼病及全身疾病。年龄41～84(平均63.4±4.0)岁。其中男24例(28眼)，女38例(41眼)，右眼38例，左眼31例。随机分为三组，使各组年龄相匹配(以上病例诊断均根据WHO根据群体防盲治盲的标准以及最常用的Emery核硬度分级标准)。A组：折叠三片式人工晶状体(ACRYsof MA60BM)，屈光指数1.55，全长13.0mm，光学部材料为疏水性丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物，直径6.0mm，不对称双凸形;改良“C”襻，材料为PMMA，蓝色。襻角度为10o。B组：折叠一片式人工晶状体(ACRYsof SA60AT)，屈光指数1.55，全长13.0mm，光学部材料为疏水性丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物，直径6.0mm，不对称双凸形;STABLEFORCE改良“L”襻，襻角度为0o。C组：折叠一片式人工晶状体(ACRYsof SN60AT)，屈光指数1.55，全长13.0mm，光学部材料为蓝光滤过型丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物，直径6.0mm，不对称双凸形;STABLEFORCE改良“L”襻，襻角度为0o。

　　1.2方法

　　超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入术由同一术者完成，使用同一超声乳化仪(AlconINFINITI VISION SYSTEM)和手术显微镜(Carl Zeiss Stativ S88)。主要手术步骤：术前5g/L盐酸丙美卡因(Alcon)行表面麻醉3次，选择角膜曲率最高经线制角巩膜缘宽3.2mm、长1.75mm的隧道切口(以尽量排除术后角膜散光对像差的影响)，注入粘弹剂，前囊膜环形撕囊约5～6mm大小，3点位1.6mm穿刺刀制辅助切口，劈核，超声乳化，吸出混浊晶状体后，扩大切口至3.5mm，A组晶状体折叠镊植入三片式人工晶状体，B、C组Monarch II推注器植入一片式人工晶状体。充分冲洗粘弹剂后切口自闭。术中采用相同的灌注压及最大负压，术后典必殊眼膏(Alcon)涂眼。术后1mo进行检影验光，选择矫正视力≥0.8，电脑验光(TOPCON RK8800)柱镜<2.00D，术中术后无并发症，排除相关眼科和全身疾病的患者尤其是角膜疾病的患者，进行像差检测(Nidek OPDscan ARK10000)。各患者的检查均由同一医生完成，检查在暗室内进行，不使用散瞳剂，全部检查在自然瞳孔状态下完成。每只眼重复进行5次检查(该程序1次成功摄图即可获得不同瞳孔大小下的像差图及其Zernike函数值)，选择高阶像差图形以及RMSh值重复性最好的3次结果取平均值，作为最后的结果进入该研究。术后对患者的相关情况进行观察，包括患者的主观不适;术后第1～5d和1mo时的裸眼视力以及矫正视力;人工晶状体的位置;前房反应;术后1mo时后囊膜混浊程度;眼底状况以及波前像差的变化。

　　统计学处理：应用SPSS10.0统计软件包对3组术眼1mo时的总体高阶像差RMSh结果进行单向方差分析。

　　2结果

　　2.1患者主观感觉

　　术后1mo所有患者均无眩光，暗视力差，视物模糊等视觉质量下降的主诉。

　　2.2视力及瞳孔大小

　　术后1mo时A组患者有5眼，B组患者有3眼，C组患者有4眼术后矫正视力、电脑验光不能达到统计标准，或者自然瞳孔暗室条件下不能散大到5mm，不计入统计数据。其余各术眼矫正视力均≥0.8。

　　2.3并发症

　　术中术后均无任何手术并发症出现。

　　2.4人工晶状体及囊膜

　　人工晶状体均为正位，无倾斜及偏位。晶状体前囊膜覆盖人工晶状体边缘，人工晶状体表面无上皮细胞以及色素细胞附着，后囊膜无上皮细胞增生及纤维化。

　　2.5眼底

　　各术眼无老年性黄斑变性等眼底病变。

　　2.6各组总体高阶波前像差的RMSh值

　　选择5mm直径瞳孔下各组术眼的总体高阶像差RMSh值作为研究对象，用SPSS10.0软件进行单向方差分析(Oneway ANOVA)，A组与B组或者C组之间的差异明显(P<0.01)，具有统计学意义。而B，C两组之间的差异无统计学意义(P=0.126，表1，图1)。表1 A，B，C三组组间差异比较(略)

　　3讨论

　　光是一种电磁波。对于从一个光源发出的电磁能量，波前就是所有与光源距离相同的点所连成的平面。实际光学系统成像与近轴光线成像的偏离在视网膜平面被放大，使整个视网膜像对比度下降，视觉模糊，就产生了像差。波前像差即是实际的波前与理想无偏差状态下的波前之间的偏差[5]。

　　人眼像差的主要来源是角膜和晶状体，两者的表面不理想、内含物质不均匀以及两者不同轴等因素均会造成成像过程中光线的偏差，导致像差增大。

　　人工晶状体眼的视觉质量可以用像差仪在体检测[4]。在白内障术后的人工晶状体眼中，波前像差的大小受到多方面因素的影响。在Zhu等[6]的研究中发现，随着瞳孔直径的增大，像差也随之增大。Taketani等[7]的研究显示，术后人工晶状体的倾斜可以显著的影响球差和总像差，因而视网膜上影像的质量可以通过避免人工晶状体倾斜得到显著改善。此外，人工晶状体的材料与形状均与术后波前像差的大小有关。Vilarrodona等[8]研究发现，丙烯酸酯人工晶状体比硅凝胶和聚甲基甲基丙烯酸酯材料(PMMA)的人工晶状体高阶像差大很多。Taketani等[9]的研究中，同样得到了上述相似的结论。同时，他们还发现人工晶状体的形状是影响术后人工晶状体眼球差的最重要的因素，甚至可以影响夜视功能。在大量的实验中人们发现，人工晶状体眼的总像差可以通过对人工晶状体的前表面进行修饰从而减少[10]。具体的说，平凹型人工晶状体球形像差最小，高度数的双凸型人工晶状体也有较小的球形像差，低度数的双凸型人工晶状体显示出了较大的球差[11]。

　　根据以上分析，人工晶状体眼像差的影响因素主要有以下几个方面：患者本身年龄、调节、瞳孔大小等因素的不同;人工晶状体自身的性质与自然晶状体不同;人工晶状体与角膜的相对关系不同以及手术本身对于角膜的影响。

　　已有研究表明，角膜像差随着年龄增大变化并不明显，目前研究手段也尚不能很清楚的区分角膜与晶状体像差，本研究通过随机分组年龄匹配以抵消角膜像差的影响。

　　手术的过程本身也是产生像差的一个重要原因。白内障联合人工晶状体植入手术为有创手术，无论切口多小都会引起眼球的重塑。这是一个疤痕形成的过程，会改变角膜的形态，必然会引起眼球的像差增大。本研究应用角巩膜缘隧道切口，力求尽量减少手术本身对各组研究的影响。

　　人工晶状体虽然可以代替自然晶状体产生相应的屈光力，但是两者本身区别仍旧明显：(1)两者的直径不同。自然晶状体直径约为9～10mm，人工晶状体根据设计不同直径各异。瞳孔具有光栅作用，可以使人眼在正常光线条件下高阶像差处于一个较低水平。但是由于人工晶状体直径较小，当人工晶状体眼处于暗室环境下时，瞳孔增大，其保护机制减弱，光线同时通过光学区及其周边区域，由于屈光指数相差较大，便造成了高阶像差增大，甚至出现眩光等不适的现象。本研究选择的人工晶状体直径均为6mm，在保证撕囊大小5～6mm的情况下，选择5mm波前像差检测区以尽量减少研究误差。(2)两者的厚度不同。自然晶状体厚度为4～5mm，并可随人眼调节变化，现在常用的人工晶状体厚度多在1mm左右。(3)两者的形状不同。自然晶状体为前后表面曲率不同的双凸形，前表面曲度较小。人工晶状体根据设计不同形状各异，本研究所采用晶状体均为前表面曲率较大的双凸形晶状体。(4)两者在人眼调节时形变趋势不同。自然晶状体在人眼调节时由于晶状体周边与晶状体囊均匀接触，其形变趋于均匀的厚度变化。人工晶状体在人眼调节时仅靠光学区周边两点传递形变力，晶状体形变趋于折叠形式。本实验中由于三片式晶状体襻(PMMA硬性材料)的支撑力要明显高于一片式晶状体(晶状体襻为丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯共聚物软性材料)，因此前组晶状体光学区在囊袋中的形变率要大于后者，这也加大了囊袋的潜在皱褶。这可能是A组像差大于后两组的原因之一。(5)两者与角膜的相对位置不同。有研究表明人眼在调节时自然晶状体会沿视轴的方向前后移动，这种运动会产生像差的改变。人工晶状体眼由于晶状体囊的破坏位置相对固定。虽然三片式人工晶状体具有10o襻角度，但是同时一片式人工晶状体由于采用了STABLEFORCE改良“L”襻，在植入囊袋与后囊膜紧贴的同时保证了其更好的居中性，因此这也可能是后两组像差相对较小的原因。(6)两者的折射率和屈光力不同。自然晶状体各层折射率不均匀，屈光力约为19～20D，而人工晶状体根据材料不同，有各自均匀的折射率，屈光力也因人而异。以上差别也是造成人工晶状体眼术后像差增大的原因。

　　此外，由于现在对于折叠一片式人工晶状体多采用助推器植入，技术的改进使植入切口损伤更小，这也可能从一定程度上减少了手术造成的人为像差增大。

　　总之，在相同瞳孔大小下三片式人工晶状体眼的总体高阶像差增大，与其余两组一片式人工晶状体眼有显著性差异，而后两者间无明显差异。这可能与晶状体在囊袋中的形变大小，囊膜的潜在皱褶以及晶状体居中性有关。人工晶状体光学区的颜色对术后单色像差影响不大。光学区设计完全相同，襻类型不同的人工晶状体在体像差大小有待于进一步的后续研究。

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