【摘要】 传统激光切削模式下的准分子角膜屈光手术可有效矫正人眼近视、远视及散光等屈光不正，但术后可能造成人眼高阶像差增加，导致部分患者出现眩光、光晕、夜视力障碍等主诉。有研究表明，术后视觉质量的下降与角膜形态改变有直接关系。近年来出现的Q值调整的个体化切削依据每位患者的目标Q值对角膜进行切削，使术后角膜Q值相对保持不变，球差增大不明显，从而提高患者术后的视觉质量。
【关键词】 非球面性 Q值 个体化切削 屈光不正
0引言
随着准分子激光角膜屈光手术在临床的广泛应用，角膜前表面非球面特性（Q值）成为了国内外学者研究的热点。目前评价该手术临床疗效的标准已不仅限于对视力表的辨认，患者术后的视觉质量也日益受到重视。传统的激光切削方式虽然可以有效矫正人眼近视、远视和散光等屈光不正，但术后人眼高阶像差显著增加，导致部分患者出现眩光、光晕、夜视力障碍等视觉主诉[1]。有研究表明，术后视觉质量的下降与角膜形态改变有直接关系[2]。而近年来出现的Q值调整的个体化切削，依据每位患者的目标Q值对角膜进行切削，使术后角膜Q值相对保持不变，球差增大不明显，从而提高患者术后的视觉质量[3]。
1角膜前表面非球面性
人眼角膜并非理想球面，而是一个中央陡峭，周边平坦的非球面。角膜前表面可用圆锥曲线进行描述，曲率半径和测量球面性的参数来定义。其中两个重要的参数分别是椭圆的顶点曲率半径R和卡笛儿二阶方程中的偏心率ε。之后又引入了形态因子P及Q值的概念，它们之间的关系为Q= |ε|ε，Q= P1。角膜前表面有不同的数字模型，Kiely等拟合的二次曲面方程为x2 + y2+ (1 + Q) z2 2 z R=0 , 该方程中R是角膜前表面沿光轴处顶点的曲率, Q是非球面系数。当 1 < Q < 0时,曲面是主轴在z方向的旋转对称的椭球面，光轴为z轴。施明光等[4]以正常国人角膜前表面为样本，建立角膜顶点为原点的笛卡儿空间三维坐标，绕z轴旋转坐标，解出前表面数学模型新表达式x2=a2z2+a1z，符合椭圆二次曲线的形态特征。Q值，即非球面系数(Asphericity Value或Asphericity Index)，是描述角膜非球面形态的一个重要参数，可清楚地表达角膜前表面非球面程度，描述角膜曲率由中央到周边的变化趋势。当Q=0时，角膜为完美球形；Q>0时，角膜为扁椭圆形（oblate）；1 < Q < 0时，角膜为长椭圆形（prolate）。一般正常人角膜为长椭圆形，即Q<0。目前，国外研究者公布的人群Q值的数值范围为0.42～0.03，平均0.23 [5]。国人总体Q值均数为0.142±0.151，其中男性为0.126±0.14，女性为0.156±0.16，差异无统计学意义。国人近视激光手术人群的Q值呈正态分布，大部分人群的角膜曲率由中央到周边逐渐变平(Q<0)[6]。
2传统角膜屈光手术
准分子激光角膜屈光手术通过改变角膜前表面形状从而达到屈光矫正效果。人眼存在球差，球差导致远轴光线进入眼内时聚焦在近轴光线之前，在视网膜上形成弥散的光斑；暗光下瞳孔直径较大，远轴光线形成的次焦点使视觉质量明显下降[7]。但角膜前表面的负性非球面形态恰好有利于减轻瞳孔散大时光线通过周边角膜产生的球差，使得进入眼内的光线虽处于不同的离轴位置，却能聚焦于一点。生理状态下，角膜低水平的正性球差被晶状体的负性像差所中和，因此术前波前像差主要由彗差组成，而非球差[8]。常规屈光手术按球面模式切削角膜，激光束垂直达角膜表面，因此分布于周边角膜组织的激光能量相对较低，以致术后角膜前表面屈光力分布由中央高周边低（prolate）向中央低周边高（oblate）转化，Q值改变，术眼屈光系统平衡被打破，周边光线聚焦在轴旁光线之前，球差显著增大。且屈光度数越大，角膜中央的组织切削得越多，球差增加越多[9]。在传统近视非个体化准分子激光手术中，根据近轴Munnerlyn公式(H=D·S2/3,H为切削深度, D为矫正度数, S为切削视区直径)可计算得出角膜中央切削深度。Anera等[10]通过Munnerlyn公式解释了造成角膜Q值在角膜屈光术后发生变化的影响因素，即P’=P(R’3/R3)，其中R和R’分别是手术前后角膜顶点曲率半径， P与P’分别是手术前后形态因子。由于术后R’>R，所以根据该公式可得出P’>P，即术后Q值增大。传统切削模式LASIK术可致术眼对比敏感度下降，其中有诸多原因，而角膜非球面性的改变和高阶像差的增加是术眼对比敏感度下降的主要原因[11]，并可致其他夜间视觉干扰症状如暗视力下降、光晕、眩光失能、重影等[12]。LASIK术后双眼视功能减退与术后双眼之间Q值差距增大、高阶像差差值增大密切相关[13]。
3 Q值调整的个体化切削
Q值调整的个体化切削是一种非球面切削模式，以每位患者的目标Q值为基础，在进行激光角膜切削时增加角膜周边切削的能量补偿，能维持术前角膜的非球面特性并进行优化，减少高阶像差特别是球差的引入，从而提高术后视觉质量[3]。众多因素可影响角膜屈光手术后Q值，如设定的理论切削模型，激光入射角由中央到周边的变化,角膜生物力学反应及上皮修复等。因此要真正实现Q值调整的个体化切削,不仅要设计恰当的运算公式,还要考虑到激光能量及角膜反应等因素。以Munnerlyn公式计算得出的Q值没有增加，而以近轴Munnerlyn公式计算出角膜Q值虽然增加了，但增加量不能完全解释这一点[14]。显然，切削模式不能完全解释角膜非球面性的变化。激光光点的切削效能从中央到周边入射角各不相同，入射角增大,反射能和照射区均会增大,每个激光脉冲切削的角膜深度也会随之发生改变。激光切削效能K(α)可被定义为当激光入射角为α时和垂直照射到角膜上时切削的角膜深度之比。Anera等[15]基于Munnerlyn公式，估算了理论上激光切削效能的方程式，该方程将激光在不同入射角的反射丢失和激光非正态性考虑在内,对术后角膜非球面性具有更强的预测力。在Jiménez的模型中，角膜最终的形态不仅取决于激光流量形式,还取决于角膜曲率半径和组织性质(切削流量阈值和折射率)。Cano等[16]将K (α)的表达引入角膜屈光手术的计算机模型中发现，当结合了激光效能改变到Munnerlyn公式计算,平均术后角膜Q值为0.3±0.4；结合激光效能改变到近轴Munnerlyn公式,平均术后角膜Q值为0.7±0.4 ,但这还是比真实的角膜术后Q值小。因而认为忽略角膜曲率半径对激光切削效能的影响是造成术后Q值变化的重要原因。在考虑了角膜曲率后发现切削效能的变化合理解释了临床上发现的术后非球面系数增高，对获得屈光手术算法的校正系数有重要作用[17]。个体化调整模式的切削深度会影响术后的角膜Q值。当初始Q值（Q1）和最终Q值（Q2）相等时，最大切削深度随着Q1的增加而增加。若Q(2) < Q(1)，即希望得到一个长椭圆的角膜，最大切削深度增加；若Q(2) > Q(1)，即希望得到一个扁椭圆的角膜，最大切削深度减小。术前角膜前表面若为扁椭圆，术后要使Q值负值更大，光学区半径就会变得更大，从而导致中央切削深度的增加[18]。Q值调整的个体化切削往往比标准切削更易获得好的对比敏感度，患者术后的视觉质量也更好[19]。众多研究显示[2023]，Q值调整的个体化切削治疗虽在中心视力上与普通球面切削相比不占优势，但在保持角膜的生理形状、减少高阶像差的引入上具一定优势。在术后各时期，无论是切削模式还是个体化切削，Q值在术后都比术前大，角膜形态也多由长椭圆转变为扁椭圆，高阶像差也有所增加，但这种转变在传统切削模式的角膜屈光手术上尤为明显。因此认为Q值调整的个体化切削模式在一定程度上可以保持角膜的生理形状[24]。
4目标Q值的设定
目标Q值是将角膜的术前Q值、切削直径和切削深度输入，由Q值调整切削软件计算得出[18]。尽管人们现在对Q值与视功能二者的联系已有一定认识，但对什么是最佳Q值仍存有争议。理论上在Q =0.528处可以认为角膜前表面产生的球差为零，但人眼不可能零球差，因为角膜周边与巩膜须有平滑的连接，而不能过于平坦。Gatinel等[25]认为，当Q值为0.26时，可以矫正一半的球差。Manns等[26]通过计算得出Q值为0.45～0.47时总眼球差为零。但不同个体的情况各有不同，导致计算不同角膜矢状高度也各有不同。如果术者试图通过干预Q值从而影响手术结果，也会有相应的问题产生。首先术者要考虑到，不同的机器测得的角膜Q值会有偏差；其次，测量所得的Q值未必能真实地反映角膜前表面的形态，因为测量不同取值范围的Q值（如Q15,Q20或Q30）也会影响最终角膜矢状面的高度[27]。曾有研究者试图通过增加角膜周边和旁中央切削量使角膜前表面成为一个正球面,即目标Q=0.58，虽然所有患者术后获得了良好的视力,但大部分患者并没有达到使球差减少的目的[28]。另有人报道屈光术后角膜Q值变化与最佳矫正视力或对比敏感度无关[29]。因此有人[17，29]认为目标Q值需以角膜的术前Q值为依椐，针对每个个体角膜的Q值进行修正，而非采用人群的角膜Q值平均值，对屈光手术后视觉质量提高更有利，即所谓的个体化治疗。
5结语与展望
Q值调整的角膜个体化切削治疗才应用于临床实践，目前对其了解甚少。毕竟人眼像差除来自于角膜外，还可来自于晶状体及玻璃体等屈光介质，它只是减少了准分子激光术后球差的增加，而术后高阶像差的增加还包括彗差、离焦和不规则散光等，所以它对术后高阶像差的矫正也是不全面的。在未完全了解眼内屈光性质时，什么是角膜屈光术后最佳Q值尚不可定义。但有一点是肯定的，随着角膜非球面性调整的运用，人类视觉质量能够进一步地改善和提高[30]。
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