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
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