非恒定像差非球面人工晶狀體的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

劉彧琦，王 靜，張勁松

0引言

白內(nèi)障手術(shù)中吸除晶狀體會(huì)導(dǎo)致人眼調(diào)節(jié)能力的喪失[1]，因此人們需要植入人工晶狀體來(lái)解決屈光問(wèn)題，而隨著超聲乳化白內(nèi)障吸除術(shù)和人工晶狀體的不斷發(fā)展，白內(nèi)障手術(shù)已經(jīng)從單純的復(fù)明手術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量的屈光手術(shù)。白內(nèi)障手術(shù)患者對(duì)術(shù)后視覺(jué)質(zhì)量的要求日益提高，不僅要“看得見(jiàn)”，更要“看得清楚”。為了滿(mǎn)足患者的需求，科學(xué)技術(shù)人員設(shè)計(jì)出一代又一代IOL，而近些年新興的非恒定像差非球面IOL使白內(nèi)障患者術(shù)后的視覺(jué)質(zhì)量及生活質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提升。本文擬對(duì)像差的概念、不同種類(lèi)非球面IOL的設(shè)計(jì)原理及優(yōu)缺點(diǎn)、非恒定像差非球面IOL的臨床應(yīng)用效果觀察等方面進(jìn)行分析，以期為臨床醫(yī)生及白內(nèi)障患者在IOL的選擇上提供一定指導(dǎo)作用。

1人眼的像差

非球面IOL的光學(xué)成像原理首先要從像差說(shuō)起。光線偏離理想光路，導(dǎo)致物體上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于視網(wǎng)膜上不是一個(gè)理想的像點(diǎn)，而是一個(gè)發(fā)散的光斑，其結(jié)果使整個(gè)視網(wǎng)膜像對(duì)比度下降、視覺(jué)模糊，這種成像的偏差稱(chēng)為像差。人眼的角膜球面像差為正性，我國(guó)年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者的角膜球差平均值為0.266±0.010μm[2]，且年齡與角膜球差大小呈正相關(guān)[3]。青年時(shí)期，角膜的正性球差可以被晶狀體的負(fù)性球差所補(bǔ)償，使得人眼的總球差很低，成像質(zhì)量較佳。隨著年齡的增長(zhǎng)，晶狀體的光學(xué)特性發(fā)生改變，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎郧虿?，增大了全眼球差[4]，這會(huì)產(chǎn)生夜間視力差、光暈、眩光等癥狀[5]。白內(nèi)障或屈光性晶狀體手術(shù)中，忽視角膜球差可顯著降低患者術(shù)后視力，尤其是當(dāng)他們處于暗視條件時(shí)[6]。

2不同種類(lèi)非球面IOL的設(shè)計(jì)原理及優(yōu)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的IOL為球面設(shè)計(jì)，存在明顯的正性球差，可使全眼像差增加，導(dǎo)致視網(wǎng)膜上的成像位置不一，從而降低視網(wǎng)膜成像質(zhì)量[7]，因此患者存在視物模糊、眩光、暗視力差等多種成像問(wèn)題[8]。而非球面IOL可以將通過(guò)晶狀體不同部位的光線聚集于中軸線的同一點(diǎn)上，從而使視網(wǎng)膜成像質(zhì)量提高。

2.1非球面零球差I(lǐng)OL非球面零球差I(lǐng)OL自身無(wú)球差，不能矯正角膜的正性球差，患者植入后，保留部分的正性球差，可以從某種程度上增加焦深，從而提高了眼球屈光的假性調(diào)節(jié)力[9]。并且其對(duì)IOL的偏中心、偏位有很好的耐受性。

2.2非球面負(fù)球差I(lǐng)OL如今被人們廣泛應(yīng)用的非球面負(fù)球差I(lǐng)OL(又稱(chēng)像差矯正IOL)，其自身的球差值為負(fù)，可矯正角膜正性球差，從而減小人眼總的球面像差、提高對(duì)比敏感度[10]，其保留部分的垂直彗差，有助于改善近視的視覺(jué)質(zhì)量[11]。但其光學(xué)特性依賴(lài)于患者的角膜形狀和視覺(jué)中心，如果IOL的光學(xué)位置與人眼不匹配，將產(chǎn)生對(duì)視覺(jué)效果影響更大的其他高階像差。朱海豐等[12]認(rèn)為，當(dāng)IOL在眼內(nèi)的傾斜、偏心程度一定時(shí)，負(fù)球差I(lǐng)OL的球差值越大，其傾斜和偏心對(duì)患者視覺(jué)質(zhì)量的降低越明顯。

2.3新型IOL近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)研究水平的發(fā)展，非球面IOL的新設(shè)計(jì)也層出不窮：(1)非恒定像差非球面IOL：以德國(guó)蔡司公司XL--Stabi Z0和CT LUCIA 601P(Y)為代表的非恒定像差非球面IOL是指從晶狀體的中心到周邊部球差值不恒定，晶狀體中心部為負(fù)球差，周邊部接近零球差。同時(shí)結(jié)合了負(fù)球差I(lǐng)OL和零球差的優(yōu)點(diǎn)，使其既可以提高暗光下的對(duì)比敏感度，改善視覺(jué)質(zhì)量，又減少了高階像差(如彗差)，增強(qiáng)了晶狀體對(duì)偏中心和偏位的抵抗性。(2) 非球面平衡曲線設(shè)計(jì)(ABC設(shè)計(jì))IOL：有著非球面平衡曲線設(shè)計(jì)(ABC設(shè)計(jì))的HOYA(iSert? 251，HOYA)IOL，在中央大約2.5mm的光學(xué)區(qū)細(xì)分為2個(gè)區(qū)域，1區(qū)的屈光力額外增加了大約0.2D，2區(qū)做了相應(yīng)的凹表面處理，凹凸表面結(jié)合的設(shè)計(jì)產(chǎn)生干涉效應(yīng)，可增強(qiáng)視網(wǎng)膜中心成像、減少彗差，從而提高了視覺(jué)質(zhì)量。(3) 高次非球面IOL：以普諾明一片式高次非球面IOL為代表的高次非球面IOL，是利用非球面方程高次項(xiàng)來(lái)補(bǔ)償IOL在傾斜和偏心條件下產(chǎn)生的高階像差(主要為彗差、三葉像差)，這使得IOL無(wú)論處于何種偏心和傾斜的情況下，均能為人們提供優(yōu)秀的視覺(jué)質(zhì)量。

3非恒定像差非球面IOL的臨床應(yīng)用效果觀察

3.1非恒定像差非球面IOL與視力Stepanov等[13]研究年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者38例43眼，年齡56～91 (平均70±8) 歲，對(duì)其進(jìn)行超聲乳化白內(nèi)障吸除術(shù)后植入非恒定像差(CT Lucia 601P) IOL，其術(shù)前未矯正視力(UCVA)和最佳矯正視力(BCVA)平均值分別為0.3±0.18、0.58±0.21。術(shù)后4mo UCVA 和BCVA平均值分別為0.7±0.15、0.94±0.08，由此可見(jiàn)非恒定像差非球面IOL可使患者術(shù)后視力顯著提高。Borkenstein等[14]對(duì)非恒定像差(CT LUCIA 611P)IOL植入1a后的患者進(jìn)行臨床效果觀察，也得到了類(lèi)似的結(jié)論，BCVA由術(shù)前平均0.48(LogMAR)提高到術(shù)后1a平均0.02(LogMAR)。Borkenstein等[15]對(duì)植入CT LUCIA 601P IOL的患者進(jìn)行臨床調(diào)查，患者術(shù)后滿(mǎn)意度非常高，所有患者表示在任何情況下都沒(méi)有暈眩或眩光。

李紅惠等[16]對(duì)XL-Stabi ZO型非球面IOL(ZO組)與球面IOL(ADAPT組)進(jìn)行對(duì)比，兩組間患者術(shù)后的裸眼視力、BCVA及球鏡度數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。黃靜[17]比較了四組植入不同非球面IOL[分別為球差值-0.18μm(HOYA60AD)、球差值-0.15～-0.18μm(STAAR KS-3AI)、零球差(Rayner920H 或 Rayner970C)、非恒定像差(Zeiss ZO)]的白內(nèi)障患者術(shù)后BCVA，組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此表明非恒定像差非球面IOL與其他非球面IOL及球面IOL均可提高術(shù)后視力，但效果無(wú)顯著差異。

3.2非恒定像差非球面IOL與對(duì)比敏感度對(duì)比敏感度可以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估患者在每一個(gè)空間頻率下的視覺(jué)質(zhì)量[18]，尤其是低空間頻率下的對(duì)比敏感度在反映視覺(jué)功能方面更加敏銳[19]。大量研究證實(shí)非球面IOL在提高對(duì)比敏感度、改善視覺(jué)質(zhì)量上有一定優(yōu)勢(shì)。Tzelikis等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與球面IOL ClariFlex相比，植入非球面IOL Tecnis Z9001的患者在明視覺(jué)和中間視覺(jué)條件下，有更高的對(duì)比敏感度。黃靜[17]比較了四組植入不同非球面IOL和四種傳統(tǒng)球面人工晶狀體(Rayner570C, XLSTABI-SKY, Hexavision, HQ-201)患者的對(duì)比敏感度，也得到了相似的結(jié)論，認(rèn)為明視無(wú)眩光及明視有眩光中、低空間頻率和暗視無(wú)眩光高空間頻率下，四種非球面IOL組對(duì)比敏感度值總體高于球面IOL組；四種非球面IOL在明視及暗視有眩光或無(wú)眩光的各空間頻率下，非恒定像差和球差值為-0.15～-0.18μm的非球面IOL組對(duì)比敏感度值高，其中非恒定球差非球面IOL組在明暗視中、低空間頻率高，球差值-0.15～-0.18μm非球面IOL組在明視中、高空間頻率及暗視低空間頻率高。這表明非恒定像差非球面IOL在提高對(duì)比敏感度方面有重要意義。

3.3非恒定像差非球面IOL的像差保留優(yōu)勢(shì)非恒定像差非球面IOL的中心部球差為-0.18μm，可以使得患者術(shù)后于晶狀體中心部保留約0.1μm的球差值。但術(shù)后球差值的保留大小至今存在爭(zhēng)議：Beiko[21]研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后保留+0.1μm球差可明顯提高明視及暗視下的對(duì)比敏感度。Morales等[22]得到了相似的結(jié)論，并認(rèn)為保留較小的正球差可以提供較好的景深。但也有報(bào)道稱(chēng)用非球面IOL補(bǔ)償角膜球差會(huì)使景深降低[23]。Peirs等[24]和Terwee等[25]認(rèn)為，全眼球差為零時(shí)對(duì)比敏感度最佳。還有少數(shù)學(xué)者認(rèn)為術(shù)后保留少量負(fù)球差,可獲得更好的近視力[26-27]。

3.4傾斜和偏心對(duì)IOL成像質(zhì)量的影響諸多原因可以導(dǎo)致IOL發(fā)生傾斜和偏心，如IOL沒(méi)有被完全植入到人眼囊袋內(nèi)、囊袋直徑與整個(gè)IOL直徑不一致、囊袋撕裂等都會(huì)致使IOL發(fā)生偏中心、偏位[28]。Madrid等[29]認(rèn)為非球面像差校正IOL在傾斜或偏心時(shí)對(duì)視覺(jué)質(zhì)量的影響大于球面，但一定范圍內(nèi)的傾斜或偏心，不會(huì)導(dǎo)致成像質(zhì)量下降，非球面IOL只有在傾斜小于7°且偏心小于0.4mm時(shí)才能表現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)偏心超過(guò)0.5mm時(shí)，非球面IOL與球面IOL的成像效果無(wú)顯著差別。

當(dāng)IOL發(fā)生偏中心、偏位時(shí)，球面IOL和非球面負(fù)球差I(lǐng)OL很可能會(huì)誘導(dǎo)高階像差(尤其是彗差)，此時(shí)非球面零球差I(lǐng)OL的視覺(jué)效果更加穩(wěn)定。非恒定像差非球面IOL的中心部為負(fù)球差，周邊部接近零球差，從而能夠增強(qiáng)其對(duì)偏中心和偏位的抵抗性。

3.5瞳孔直徑對(duì)IOL成像質(zhì)量的影響非球面IOL的優(yōu)勢(shì)能否充分發(fā)揮主要取決于瞳孔直徑的大小：瞳孔直徑小于2.5mm時(shí)，波前像差對(duì)視覺(jué)質(zhì)量的影響很小，但隨著瞳孔直徑的增加(如昏暗的環(huán)境或夜間，瞳孔直徑達(dá)到5mm以上時(shí))高階像差也隨之增大[30]，與明視高對(duì)比度相比，暗視低對(duì)比度條件下的視力受高階像差的影響更大[31]。總高階像差、球差及二級(jí)散光，是影響視覺(jué)質(zhì)量的主要因素[32]，因此大瞳孔下非球面IOL有明顯優(yōu)勢(shì)。

3.6IOL的個(gè)性化選擇多位學(xué)者認(rèn)為，人群中角膜球差的個(gè)體差異性較大[33-34]，依據(jù)角膜球差值個(gè)性化選擇IOL成為白內(nèi)障手術(shù)的趨勢(shì)：曾國(guó)燕等[35]對(duì)角膜球差<0.15μm、角膜球差介于0.15～0.35μm和角膜球差>0.35μm的白內(nèi)障患者分別植入(XL-StabiZO IOL)、(AcrySof IQ IOL)和(Tecnis ZA9003 IOL)，對(duì)照組隨機(jī)植入以上三種非球面IOL，術(shù)后測(cè)量全眼角膜球差、總高階像差、調(diào)制傳遞函數(shù)值及斯泰爾比值發(fā)現(xiàn)：小瞳孔直徑下(3mm)，植入不同球差設(shè)計(jì)的非球面IOL患者術(shù)后視覺(jué)質(zhì)量無(wú)明顯差異；大瞳孔直徑下(5mm)，與隨機(jī)植入非球面IOL相比，根據(jù)術(shù)前角膜球差大小個(gè)性化地選擇IOL可使術(shù)后總球差相對(duì)波動(dòng)于預(yù)期值，從而獲得較好的視覺(jué)質(zhì)量。Jia 等[36]也做過(guò)類(lèi)似試驗(yàn)，試驗(yàn)組根據(jù)患者角膜球差大小植入非球面人工晶狀體，對(duì)照組隨機(jī)植入非球面人工晶狀體，術(shù)后3mo試驗(yàn)組在6、12、18c/d空間頻率暗光下對(duì)比敏感度均高于對(duì)照組，尤其是18c/d空間頻率。認(rèn)為根據(jù)角膜球差個(gè)性化植入非球面人工晶狀體可以顯著改善暗視高空間頻率的對(duì)比敏感度。Schrecker等[37]也得到了相似的結(jié)論，認(rèn)為個(gè)性化設(shè)計(jì)的像差校正型非球面人工晶狀體可有效地改善術(shù)后視功能，尤其是對(duì)比敏感度。王靜等[38]也認(rèn)為根據(jù)患者角膜球差值為患者個(gè)性化地保留小度數(shù)的正球差對(duì)視覺(jué)質(zhì)量有明顯影響，但如何為術(shù)后保留球差值進(jìn)行合理量化至今存在爭(zhēng)議。

4小結(jié)及展望

非恒定像差非球面IOL是目前臨床上備受關(guān)注的一種新型IOL，目前國(guó)內(nèi)外的臨床研究較少，作為一項(xiàng)新技術(shù)，其臨床應(yīng)用尚處于初期，IOL術(shù)后視覺(jué)質(zhì)量尚待進(jìn)一步研究和觀察。我們期待非恒定像差非球面IOL具有廣闊的發(fā)展前景，將會(huì)為白內(nèi)障手術(shù)帶來(lái)新的技術(shù)革新并為患者帶來(lái)更好的視覺(jué)質(zhì)量。