非恒定像差非球面人工晶狀體的研究現狀與進展

劉彧琦，王 靜，張勁松

0引言

白內障手術中吸除晶狀體會導致人眼調節能力的喪失[1]，因此人們需要植入人工晶狀體來解決屈光問題，而隨著超聲乳化白內障吸除術和人工晶狀體的不斷發展，白內障手術已經從單純的復明手術轉變為高質量的屈光手術。白內障手術患者對術后視覺質量的要求日益提高，不僅要“看得見”，更要“看得清楚”。為了滿足患者的需求，科學技術人員設計出一代又一代IOL，而近些年新興的非恒定像差非球面IOL使白內障患者術后的視覺質量及生活質量得到了進一步的提升。本文擬對像差的概念、不同種類非球面IOL的設計原理及優缺點、非恒定像差非球面IOL的臨床應用效果觀察等方面進行分析，以期為臨床醫生及白內障患者在IOL的選擇上提供一定指導作用。

1人眼的像差

非球面IOL的光學成像原理首先要從像差說起。光線偏離理想光路，導致物體上的點對應于視網膜上不是一個理想的像點，而是一個發散的光斑，其結果使整個視網膜像對比度下降、視覺模糊，這種成像的偏差稱為像差。人眼的角膜球面像差為正性，我國年齡相關性白內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[3]。青年時期，角膜的正性球差可以被晶狀體的負性球差所補償，使得人眼的總球差很低，成像質量較佳。隨著年齡的增長，晶狀體的光學特性發生改變，逐漸轉變為正性球差，增大了全眼球差[4]，這會產生夜間視力差、光暈、眩光等癥狀[5]。白內障或屈光性晶狀體手術中，忽視角膜球差可顯著降低患者術后視力，尤其是當他們處于暗視條件時[6]。

2不同種類非球面IOL的設計原理及優缺點

傳統的IOL為球面設計，存在明顯的正性球差，可使全眼像差增加，導致視網膜上的成像位置不一，從而降低視網膜成像質量[7]，因此患者存在視物模糊、眩光、暗視力差等多種成像問題[8]。而非球面IOL可以將通過晶狀體不同部位的光線聚集于中軸線的同一點上，從而使視網膜成像質量提高。

2.1非球面零球差IOL非球面零球差IOL自身無球差，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節力[9]。并且其對IOL的偏中心、偏位有很好的耐受性。

2.2非球面負球差IOL如今被人們廣泛應用的非球面負球差IOL(又稱像差矯正IOL)，其自身的球差值為負，可矯正角膜正性球差，從而減小人眼總的球面像差、提高對比敏感度[10]，其保留部分的垂直彗差，有助于改善近視的視覺質量[11]。但其光學特性依賴于患者的角膜形狀和視覺中心，如果IOL的光學位置與人眼不匹配，將產生對視覺效果影響更大的其他高階像差。朱海豐等[12]認為，當IOL在眼內的傾斜、偏心程度一定時，負球差IOL的球差值越大，其傾斜和偏心對患者視覺質量的降低越明顯。

2.3新型IOL近年來，隨著醫學研究水平的發展，非球面IOL的新設計也層出不窮：(1)非恒定像差非球面IOL：以德國蔡司公司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，晶狀體中心部為負球差，周邊部接近零球差。同時結合了負球差IOL和零球差的優點，使其既可以提高暗光下的對比敏感度，改善視覺質量，又減少了高階像差(如彗差)，增強了晶狀體對偏中心和偏位的抵抗性。(2) 非球面平衡曲線設計(ABC設計)IOL：有著非球面平衡曲線設計(ABC設計)的HOYA(iSert? 251，HOYA)IOL，在中央大約2.5mm的光學區細分為2個區域，1區的屈光力額外增加了大約0.2D，2區做了相應的凹表面處理，凹凸表面結合的設計產生干涉效應，可增強視網膜中心成像、減少彗差，從而提高了視覺質量。(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來補償IOL在傾斜和偏心條件下產生的高階像差(主要為彗差、三葉像差)，這使得IOL無論處于何種偏心和傾斜的情況下，均能為人們提供優秀的視覺質量。

3非恒定像差非球面IOL的臨床應用效果觀察

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

李紅惠等[16]對XL-Stabi ZO型非球面IOL(ZO組)與球面IOL(ADAPT組)進行對比，兩組間患者術后的裸眼視力、BCVA及球鏡度數差異均無統計學意義(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)]的白內障患者術后BCVA，組間差異無統計學意義。由此表明非恒定像差非球面IOL與其他非球面IOL及球面IOL均可提高術后視力，但效果無顯著差異。

3.2非恒定像差非球面IOL與對比敏感度對比敏感度可以全面、準確地評估患者在每一個空間頻率下的視覺質量[18]，尤其是低空間頻率下的對比敏感度在反映視覺功能方面更加敏銳[19]。大量研究證實非球面IOL在提高對比敏感度、改善視覺質量上有一定優勢。Tzelikis等[20]研究發現，與球面IOL ClariFlex相比，植入非球面IOL Tecnis Z9001的患者在明視覺和中間視覺條件下，有更高的對比敏感度。黃靜[17]比較了四組植入不同非球面IOL和四種傳統球面人工晶狀體(Rayner570C, XLSTABI-SKY, Hexavision, HQ-201)患者的對比敏感度，也得到了相似的結論，認為明視無眩光及明視有眩光中、低空間頻率和暗視無眩光高空間頻率下，四種非球面IOL組對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的像差保留優勢非恒定像差非球面IOL的中心部球差為-0.18μm，可以使得患者術后于晶狀體中心部保留約0.1μm的球差值。但術后球差值的保留大小至今存在爭議：Beiko[21]研究發現，術后保留+0.1μm球差可明顯提高明視及暗視下的對比敏感度。Morales等[22]得到了相似的結論，并認為保留較小的正球差可以提供較好的景深。但也有報道稱用非球面IOL補償角膜球差會使景深降低[23]。Peirs等[24]和Terwee等[25]認為，全眼球差為零時對比敏感度最佳。還有少數學者認為術后保留少量負球差,可獲得更好的近視力[26-27]。

3.4傾斜和偏心對IOL成像質量的影響諸多原因可以導致IOL發生傾斜和偏心，如IOL沒有被完全植入到人眼囊袋內、囊袋直徑與整個IOL直徑不一致、囊袋撕裂等都會致使IOL發生偏中心、偏位[28]。Madrid等[29]認為非球面像差校正IOL在傾斜或偏心時對視覺質量的影響大于球面，但一定范圍內的傾斜或偏心，不會導致成像質量下降，非球面IOL只有在傾斜小于7°且偏心小于0.4mm時才能表現出它的優勢，當偏心超過0.5mm時，非球面IOL與球面IOL的成像效果無顯著差別。

當IOL發生偏中心、偏位時，球面IOL和非球面負球差IOL很可能會誘導高階像差(尤其是彗差)，此時非球面零球差IOL的視覺效果更加穩定。非恒定像差非球面IOL的中心部為負球差，周邊部接近零球差，從而能夠增強其對偏中心和偏位的抵抗性。

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

3.6IOL的個性化選擇多位學者認為，人群中角膜球差的個體差異性較大[33-34]，依據角膜球差值個性化選擇IOL成為白內障手術的趨勢：曾國燕等[35]對角膜球差<0.15μm、角膜球差介于0.15～0.35μm和角膜球差>0.35μm的白內障患者分別植入(XL-StabiZO IOL)、(AcrySof IQ IOL)和(Tecnis ZA9003 IOL)，對照組隨機植入以上三種非球面IOL，術后測量全眼角膜球差、總高階像差、調制傳遞函數值及斯泰爾比值發現：小瞳孔直徑下(3mm)，植入不同球差設計的非球面IOL患者術后視覺質量無明顯差異；大瞳孔直徑下(5mm)，與隨機植入非球面IOL相比，根據術前角膜球差大小個性化地選擇IOL可使術后總球差相對波動于預期值，從而獲得較好的視覺質量。Jia 等[36]也做過類似試驗，試驗組根據患者角膜球差大小植入非球面人工晶狀體，對照組隨機植入非球面人工晶狀體，術后3mo試驗組在6、12、18c/d空間頻率暗光下對比敏感度均高于對照組，尤其是18c/d空間頻率。認為根據角膜球差個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比敏感度。Schrecker等[37]也得到了相似的結論，認為個性化設計的像差校正型非球面人工晶狀體可有效地改善術后視功能，尤其是對比敏感度。王靜等[38]也認為根據患者角膜球差值為患者個性化地保留小度數的正球差對視覺質量有明顯影響，但如何為術后保留球差值進行合理量化至今存在爭議。

4小結及展望

非恒定像差非球面IOL是目前臨床上備受關注的一種新型IOL，目前國內外的臨床研究較少，作為一項新技術，其臨床應用尚處于初期，IOL術后視覺質量尚待進一步研究和觀察。我們期待非恒定像差非球面IOL具有廣闊的發展前景，將會為白內障手術帶來新的技術革新并為患者帶來更好的視覺質量。