作者：黄国富， 王铮， 杨斌， 张晓晓， 邱平， 周胜， 陈家祺
【关键词】 非球面； 屈光不正； 准分子激光原位角膜磨镶术
1 材料和方法
1.1 临床资料
2005年7-9月份于本院行LASIK手术患者，共26例50眼。其中男性11例21眼，女性15例29眼，平均年龄30.52(S=7.53)岁。术前拟矫正的近视球镜度由-2.25~-9.25 D不等，平均-5.25(S=1.91) D，散光度0~-2.75 D不等，平均-0.72(S=0.72) D，等效球镜平均5.46(S=2.26) D。
1.2 手术方法
所有手术都由两位熟练术者完成(本文第二、三作者)，采用Technolas217Z准分子激光机（Bausch＆Lomb），Hansatome微型板层角膜刀，按常规LASIK法实施。角膜蒂部位于12点方位，切削区直径为5.0~6.0 mm不等(除外过渡区)。
1.3 检测项目
手术前3 d及术后3月分别行OrbscanⅡz眼前节系统检测［1］。角膜非球面因子Q由美国博士伦公司提供的计算软件导出。波前像差检查：采用Zywave波前像差仪（Bausch＆Lomb），检查前用25 g/L新福林滴眼液散瞳，每10 min 1次，共3次。波前像差每眼测量3次，取球差、水平慧差、垂直慧差、水平三叶草、垂直三叶草、高阶像差进行分析（均为三次检查结果平均值，瞳孔直径为6 mm）。对比敏感度检查：采用CGT1000眩光对比敏感度测试仪，分别检测无眩光、低度眩光、中度眩光、高度眩光对比敏感度，空间频率分别为6.3、4、2.5、1.6、1.0、0.7 cpd。检测时矫正到最佳矫正视力，嘱患者观察视频中的黑圆圈，并按指示器，结果由电脑打印导出。切削参数由手术过程中记录。其他检查包括裸眼视力、最佳矫正视力、屈光度、裂隙灯显微镜等。
1.4 统计学方法
应用SPSS10.0软件包，计量资料计算均数和标准差。Q值与有效球镜度、切削深度、切削直径行相关分析及多元回归分析（Stepwise）。Q值与各波前像差相关分析，像差与对比敏感度行相关分析（Pearson），检验水准?琢为0.05，双侧检验。
2 结 果
2.1 手术前后Q值分布
术前Q值为-0.17±0.11;术后Q值为0.83±0.39，两者存在统计学差异（P=0.01）。
2.2 Q值增加的的相关因素
Q值增加与等效球镜（P=0.000，r=-0.839）、切削直径（P=0.000，r=-0.700）成负相关，与切削深度成正相关（P=0.000，r=0.778）。
将Q值增加值与等效球镜、切削直径、切削深度进行多元回归分析（Stepwise），切削深度被剔除。得出回归方程为：△Q =2.381-0.137×期望矫正等效球镜值-0.38×切削直径。等效球镜、切削直径在回归方程中的复相关系数和决定系数分别为（0.861，0.741）、（0.882，0.779），切削直径对Q值的增加影响较大。
2.3 Q值与像差的关系
手术前后Q值与球差成负相关，与高阶像差成正相关（表1）。
2.4 手术前后对比敏感度
手术后无眩光、低度眩光、中度眩光、高度眩光对比敏感度各空间频率均较术前降低，但无统计学差异（P ＞0.05，表2）。
2.4 高阶像差与术后对比敏感度关系
高阶像差改变与术后无眩光各空间频率对比敏感度（6.3，4.0，2.5，1.6，1.0，0.7 cpd）成负相关（P＜ 0.05）；高阶像差改变与低、中、高度眩光对比敏感度中高频空间频率（6.3，4.0，2.5，1.6 cpd）成负相关（P＜ 0.05）， 与低频空间频率(1.0,0.7 cpd)无相关关系（P ＞0.05，表3）。
3 讨 论
3.1 角膜非球面性表述及Q值意义
角膜非球面性是一个全新的概念，是数理几何概念在角膜屈光手术中的沿用。根据几何模型，球体分为三种基本形态：球体、伸长型（长椭球体）椭球体、扁平型椭球体（扁椭球体）。目前文献报道，以角膜非球面因子Q对角膜非球面性质进行量化评价（图1）。目前国内尚未有角膜非球面性标准化定义，作者推荐借用上述数理几何模型（概念），将角膜非球面分为球体、伸长型（长椭球体）椭球体、扁平型椭球体（扁椭球体）。当Q＜ 0 时表示分析表面为长椭圆体，相对于角膜则表示中央陡峭（曲率高），周边扁平（曲率低）；反之，分析表面为扁椭圆体，相对于角膜亦然。明确角膜非球面形态的定义，对于分析角膜非球面性是必需的。3.2 角膜非球面特性在人眼屈光系统的作用
随着物理光学的飞速发展，以及对人眼屈光系统认识的不断完善，我们发现人眼其实距离完美的光学系统尚有距离，主要是由于角膜和晶体的光学性能不完美所致。近年来，各种高性能的检测手段（如，角膜地形图/像差系统、波前像差仪）在临床广泛应用和各种数理学分析模型（如加权平均应用于角膜地形图的区域曲率分析，像差表述的Zernike多项式、RMS值等[2，3]）的建立，使我们可以基于量化的基础上对人眼屈光系统（主要是角膜、晶体）的光学性能进行探讨。由于角膜和晶体存在着各种像差，从而限制人眼的视觉质量。尽管人眼的屈光系统并非尽善尽美，研究发现，作为一个完整的屈光系统，各种结构结合得相当缜密。正常角膜表面并非一个完全球面，而是中间近似于球面，周边逐渐平坦的非球面[4]。角膜的这种非球面形态有助于减轻瞳孔散大时光线通过角膜周边产生的球差。角膜的光学性质为正球差，周边比中央对光线的曲折能力强，而晶体为负球差，能够降低周边光线的折射度。这样，角膜的正球面像差可以通过晶体的负球面像差得到平衡，因而眼的总体像差处在较低水平。总之，角膜的这种非球面特性对维持人眼良好的视觉质量是有益的。
3.3 LASIK对角膜非球面及视觉质量的影响
当前，LASIK术后视觉质量问题主要有夜间视力下降、眩光、光晕、单眼复视、视物质感改变等。对比敏感度是公认评价屈光手术后视觉质量的客观指标，本研究中使用的CGT1000对比敏感度仪的优点是除能检测常规明光下的对比度视力外，尚能检测不同眩光照度下的对比度视力。
本研究发现，手术后角膜非球面发生明显的变化，术前Q值为-0.17±0.11，手术后增加为0.83±0.39，说明角膜的形态由术前的伸长型（长椭球体）椭球体演变为术后的扁平型椭球体（扁椭球体）；这和近视性LASIK手术原理是相符的，LASIK手术在矫治近视时，是在具有一定弧度的角膜上进行控制性切削，通过准分子激光对一定区域的角膜组织进行消融，从而使手术区域产生凹透镜效应，以达到治疗近视的目的。手术对角膜形态的直接效应是使角膜中央区变扁平甚至形成相对“小凹”样改变，即角膜中央区平坦，而周边区陡峭，与正常角膜形态正好相反。这必然增加手术后的球差，从而对手术后的视觉质量造成影响。我们研究发现期望矫正的屈光度越高，切削直径越大，术后角膜非球面改变越大；非球面改变的直接结果是使角膜的负球差和高阶像差增加，高阶像差的增加导致手术后的对比敏感度较手术前降低。Rosario［5］等报道，LASIK术后角膜非球面改变程度和期望矫正的近视度数相关，度数越高，术后非球面变化越大，对比敏感度降低越明显,与我们的实验结果一致,但没有分析非球面和像差的关系。LASIK术后非球面变化，除了和手术本身直接相关外，还受激光类型及切削模式、偏中心切削、术后愈合反应等影响[6,7]。Budak［8］等认为人眼角膜补偿了50%左右的人眼整体球差，LASIK手术在矫治近视眼时，Q值由负值向正值增加［9］，必然导致球差的增加；而LASIK手术在矫治远视眼时，Q值向负值增加，结果球差较术前降低［10］。
总之，LASIK术后视觉质量下降的根源是角膜发生非球面性改变，角膜由长椭球体变为扁椭球体，造成高阶像差增加，从而对比敏感度降低。
3.4 Q值引导个体化LASIK术的优点
由于常规的LASIK手术在对角膜进行重新塑形的同时，对角膜原有的非球面特性改变较大，其中重要的因素是切削过程中对角膜周边切削的能量丢失［11］。如何维持准分子激光角膜屈光手术后角膜的非球面特性，成了手术医生需要解决的课题。目前，Q值引导的个性化角膜切削软件已经进入临床试验，取得了可喜的效果, Koller等对同一患者非主视眼用Q值引导进行个体化切削,而对主视眼用波前像差引导进行个体化切削,进行对比研究,发现Q值引导个体化切削和波前像差引导个体化切削在安全性和有效性方面没有差异, 对-5.0 D以下的近视, Q值引导的非球面切削能较好维持角膜的非球面特性［12］。Q值引导的个性化角膜切削的目的是努力维持术前角膜的非球面特性并进行优化。和常规的准分子激光角膜屈光手术最大的区别是在作激光角膜切削时增加角膜周边切削的能量补偿，从而使术后形成有益于视觉质量的新非球面。
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