激光近視手術(LASIK)後繼發角膜擴張【圓錐課堂第四講】


角膜擴張(圓錐角膜是角膜擴張的一種)是激光近視手術(LASIK)後最具破壞性的併發症之一。當以下癥狀出現時臨床上可以考慮繼發性角膜擴張的發病(圓錐角膜的診斷【圓錐課堂第二講】):近視度增加,伴隨或不伴隨散光增加,未矯正視力降低,最佳矯正視力也降低,同時伴有角膜曲率陡變、角膜變薄、角膜下方曲率不對稱升高以及其他地形變化。角膜擴張的發病最早可在LASIK術後1周發生,也可能延遲至數年之後。擴張的實際發生率尚未確定,有研究報道發生率為0.04%、0.2%或0.6%。

誘因

LASIK繼發角膜擴張理論上主要存在三種情況,可供參考:

  • 當已經註定要表現出角膜擴張的角膜進行LASIK手術時,那些與角膜脆性相關的、但未表現出來的角膜內在疾病即會被誘發,如圓錐角膜;
  • 術前不夠強壯但臨床上穩定的角膜接受LASIK手術治療,這樣的角膜術前可能僅出現細微的地形異常,但角膜的生物力學脆弱性與正常人群的預期存在顯著偏差,這樣的人群應該至少被考慮為LASIK後繼發圓錐的可疑人群;
  • 當相對正常的角膜在LASIK術中被削弱到低於安全閾值時,會破壞角膜的生物力學穩定性、繼而發生角膜擴張,這主要是由於前基質在手術中被削薄的原因。

基於地形的風險考量

2008年由Randleman及其同事針對LASIK術後繼發角膜擴張設計了一套風險評分系統。但因為在過去10年中圓錐的診斷方法已經發生了巨大變化,尤其是角膜地形圖的出現,其可用度受到質疑。基於角膜地形圖的診斷請參考圓錐角膜的診斷【圓錐課堂第二講】,本文不做贅述。

在Randleman等人的評分系統中,最常見的風險因素依次為:1)術前地形異常(基於普拉西多盤的地形分析),2)殘留基質床厚度(RSB),3)年齡,4)術前角膜厚度低,5)高度近視。基於這五項分享因素進行評分,0-2分為低風險,3分為中等風險,4分為高風險。評分方法如下,

  • 達到以下條件得4分:異常地形,RSB <240微米,角膜厚度小於450微米,近視>-14D(1400度);
  • 達到以下條件得3分:RSB在240至259微米之間,年齡在18至21歲之間,角膜厚度在451至480微米之間,近視在-12D到-14D(1200度到1400度);
  • 達到以下條件得2分:RSB在260到279微米之間,年齡在22到25歲之間,角膜厚度在481到510微米之間,近視在-10D到-12D(1000度到1200度);
  • 達到以下條件得1分:地形呈現不對稱蝴蝶結圖案,RSB在280至290微米之間,年齡在26至29歲之間,近視在-8D到-10 D(800度到1000度)
  • 達到以下條件得0分:正常圖案或對稱蝴蝶結,RSB超過300微米,年齡超過30歲,角膜厚度超過510微米,近視-8D(800度)以內。

對該風險評分系統的一個重要批評是,任何年齡在22歲以下的人都會被自動歸類為「中等風險」,儘管這個年齡組中的擴張發生率很低。

基於移除厚度的風險考量

LASIK手術後剩餘的角膜組織能否提供足夠的支撐力、繼而保證正常的生物力學特性是考量LASIK後繼發角膜擴張發生可能性的重要因素。 術前角膜厚度、削除深度(AD)和瓣厚度(FT)在確定LASIK術後繼發角膜擴張的重要指標。 Santhiago等人基於它們創造一個新的度量指標PTA,描述了LASIK手術中上述三個指標的相互作用:PTA =(FT + AD)/中央角膜厚度(CCT)

當PTA值>35%時,術後擴張風險迅速增加;當≥40%時,風險達到峰值。整個中央角膜基質內聚力抗拉強度分布並不均勻,角膜基質的三分之一前部區域具有更大的內聚拉伸強度。因此去除該相關部分的基質是導致LASIK術後擴張的主要原因,尤其是在達到35%至40%時。

其他風險因素

殘餘基質床厚度

基於臨床觀察,有研究者提出了基於LASIK術後殘餘基質床(RSB)厚度的風險評估方法。RSB是一個有用的因素,因為它是對術後剩餘的角膜承重組織的直接評估。但它缺乏精確性,因為角膜生物力學強度在整個中央角膜基質中的分布並不均勻、也因人而異,因此相同的RSB數值對於不同的角膜可能達到不同的效果。

1998年,Seiler等人提出了250μm的下限值,以避免LASIK術後發生角膜擴張。但是這個數值是所有LASIK後繼發圓錐風險因子中最激進的一個,其明顯不如PTA的個體化測量準確。

術後中央角膜厚度

薄角膜是LASIK術后角膜擴張的一個風險因素,儘管其出現概率很低,並且通常情況下偏薄的角膜仍然處於正常範圍之內。更薄的角膜比正常角膜有更大的風險,並且其也是上述PTA方程的一部分。 但是研究中也確實觀察到薄角膜而沒有發生擴張疾病的跡象,即時它們在地形圖上已經呈現出了圓錐角膜的特徵。

有研究證實,在正常形態的眼睛中即使術前角膜中央厚度處於高風險範圍(<510μm)內,術後發生角膜擴張的概率也非常低。在正常眼睛中,其實只關注絕對角膜厚度並不足夠,而是該像PTA一樣同時關注厚度與術后角膜生物力學特性的改變。然而即便如此,由於圓錐角膜的患病率,研究者們仍然認為任何角膜中央厚度值<480μm的眼睛在想要接受LASIK時都應該謹慎考慮。

高度近視

高度近視與角膜較薄相似,只有在角膜擴張發生時才明顯出現,且通常與角膜地形異常共同出現。 雖然在最近的研究中,發生角膜擴張的眼睛明顯比對照組更加近視,但也有研究證實地形正常而近視度偏高(800度以上)的概率很低。

年齡

在正常地形的眼睛中,年齡可能是影響角膜生物力學特性最重要的內在因素。眾所周知,發育階段的研究比停止發育的眼睛更容易患角膜擴張,其部分原因是年輕角膜在理論上具有較低的角膜內聚性拉伸強度。年齡可能是最有爭議的一個風險因素,但因此也可能是最容易被忽視的一個。

其他

雖然沒有科學證據來驗證眼摩擦史和慢性創傷史與角膜擴張之間的關係,但它確實有道理,應該避免。摩擦致病的機理除了膠原纖維之間可能的創傷性脫離之外,也能與炎症細胞的聚集、較高溫度下酶活性的改變和眼內壓升高有關。最佳矯正視力低於1.0和圓錐角膜家族史也是可供參考的危險信號。交聯療法已經證明可以有效阻止擴張進展,但儘管如此目前可用的最佳策略不是同時接受LASIK與交聯,而是在術前仔細審查所有風險因素。

組織病理學和免疫組織化學特徵

研究已經證明LASIK后角膜RSB變薄,細胞間質出現瘢痕,RSB中基質層縫隙大於正常,上彈力層受損少於圓錐角膜。透射電子顯微鏡(TEM)顯示RSB中,角膜層狀結構中的交聯被減弱。對LASIK後繼發角膜擴張的免疫組織化學評估表明,觀察到與圓錐角膜和大泡性角膜病相似的異常上皮基底膜(EBM)結構和某些蛋白酶的增加,這是因為EBM的裂解和重塑。LASIK後繼角膜擴張的共焦顯微分析表明,與正常的LASIK術後眼相比,前基質中角膜細胞密度和背景透明度降低並顯示出瘢痕。

eyewiki.org/Ectasia_Aft

Santhiago, Marcony R., et al. "Ectasia risk factors in refractive surgery." Clinical ophthalmology (Auckland, NZ) 10 (2016): 713.

ncbi.nlm.nih.gov/pmc/ar


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