不同類型人工晶狀體的臨床應用及研究進展

周霖 綜述 陳穎欣 審校

(1.錦州醫(yī)科大學北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院研究生培養(yǎng)基地，遼寧 錦州 121000；2.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院眼科，沈陽 110016)

超聲乳化白內(nèi)障吸除術是應用超聲能量將混濁晶狀體核和皮質(zhì)乳化后吸除、保留晶狀體后囊的手術方法。該技術自問世以來發(fā)展迅速，小切口配合可折疊、單焦點人工晶狀體(single focus intraocular lens，SIOL)成為白內(nèi)障手術的第一選擇。然而隨著現(xiàn)代人對視覺質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)的單焦、球面IOL已無法滿足白內(nèi)障患者的用眼需求。因此出現(xiàn)了為滿足不同距離視物功能而設計的老視矯正型IOL，包括多焦點IOL(multifocal intraocular lens，MIOL)、三焦點IOL、景深延長IOL和可調(diào)節(jié)IOL；為降低晶狀體球面像差而設計的非球面IOL；為散光患者設計的散光型IOL(Toric IOL)；以及經(jīng)過特殊處理，如肝素、活性氧表面修飾IOL以及藍光濾過IOL[1]。

1 老視矯正型IOL

1.1 設計與分類

傳統(tǒng)的SIOL植入后，患者遠視力得到提高，但因為只有1個焦點，要想近距離視物清晰仍需佩戴老視眼鏡。為此設計出的老視矯正型IOL能使患者術后獲得清晰的裸眼遠距離視力(uncorrected distance visual acuity，UCDVA)、裸眼中距離視力(uncorrected intermediate visual acuity，UCIVA)和裸眼近距離視力(uncorrected near visual acuity，UCNVA)，實現(xiàn)完全脫鏡。其原理是重新分配投射光線，使其經(jīng)過IOL產(chǎn)生2個或多個焦點同時投射在視網(wǎng)膜上，依據(jù)同時知覺原理，兩焦點屈光力之差大于3 D時，大腦選擇性地抑制其中較模糊的圖像，使得更清晰的像在視覺中樞形成視覺，一定程度上滿足了患者的全程視力需求[1-2]。

1.1.1 折射型MIOL

根據(jù)折射原理設計，IOL前表面為幾個屈光力不同的折射區(qū)，后表面為光滑球面，根據(jù)折射區(qū)域分布的不同分為區(qū)帶折射和區(qū)域折射：1)以Array ReZoom區(qū)帶折射型為例，其前表面為5條折射型同心折射環(huán)，1、3、5區(qū)產(chǎn)生遠視屈光力，2、4區(qū)產(chǎn)生3.5 D的近視屈光力，使光線形成廣泛的焦點，遠近物體均能聚焦在視網(wǎng)膜上。2)以LENSTEC SBL-3區(qū)域折射型為例，不同屈光力的扇形折射區(qū)域分為視近區(qū)(42%)、過渡區(qū)(8%)和視遠區(qū)(50%)，使遠、近距離視力平穩(wěn)過渡，將光能損失率降低的同時提升UCIVA。折射型MIOL(refractive multifocal intraocular lens，RMIOL)的光學特性使其容易受瞳孔大小和晶體偏移的影響，二者改變時會遮擋部分光學區(qū)域，可能會出現(xiàn)對比敏感度(contrast sensitivity，CS)降低，影響視網(wǎng)膜成像質(zhì)量，但隨著時間推移，經(jīng)過大腦選擇性適應，這種現(xiàn)象會有所改善[1,3]。

1.1.2 衍射型MIOL

根據(jù)Huygens-Fresnel原理設計，以Tecni s ZMB00全光學面衍射型為例，其前表面為非球面設計，后表面為3 2 個同心圓排列的衍射階梯環(huán)，受階梯環(huán)高度及間距影響，入眼光線被分為屈光力大的近焦點和屈光力小的遠焦點，且同一時刻僅有1 個焦點成像于視網(wǎng)膜上。衍射型MIOL(diffractive multifocal intraocular lens，DMIOL)的光學特性使衍射光線經(jīng)過光學部的任何區(qū)域均可形成遠、近2個焦點，且衍射范圍大，基本不受瞳孔大小和晶體偏移的影響。但因為光線遠、近焦點分配相等，丟失的部分光線可能導致UCIVA較差，且在暗環(huán)境瞳孔較大時也會出現(xiàn)CS降低[1,3-4]。

1.1.3 折射/衍射混合型MIOL

同時有折射區(qū)帶和衍射階梯環(huán)，以Acr ySof IQ ReSTOR SN6AD1為例，直徑3.6 mm的衍射區(qū)有9個階梯環(huán)，其高度及間距從中央向周圍遞減，漸進的衍射階梯將入眼光線分配到遠近焦點，提供高質(zhì)量的全程視力，而在暗環(huán)境下瞳孔較大時，周邊的折射部分將更多的光線聚焦到遠焦點，減輕視覺干擾，UCDVA更好。折射/衍射混合型MIOL(hybrid multifocal intraocular lens，HMIOL)的光學特性提供了更高質(zhì)量的全程視力，且對瞳孔依賴更小，彌補了RMIOL、DMIOL存在的局限[1,3,5]。

1.1.4 三焦點IOL

原理同HMIOL，以蔡司三焦點AT Lisa tri839MP為例，6.0mm的光學區(qū)為49個折射/衍射交替結合區(qū)，中央0.00～4.34 mm為三焦點，4.34～6.00 mm為傳統(tǒng)多焦點設計，入眼光線分別以50%、20%、30%不對稱的分配至遠中近焦點，并且中、近距離焦點分別附加+1.66 D和+3.33 D的設計，使中焦點衍射2階與近焦點衍射1階重合，從而提高了光線能量利用率。相比傳統(tǒng)的MIOL，三焦點的UCIVA明顯改善，實現(xiàn)了真正意義上的全程視力，且不依賴瞳孔大小，擁有更好的視覺質(zhì)量[1,3,5]。

1.1.5 景深延長IOL

基本光學原理是將入眼光線形成一個延長連續(xù)焦點，從而達到擴展景深或延長焦深的效果，使物像清晰范圍擴大。根據(jù)原理可分為：1)小孔徑設計——原理是消除周邊未聚焦的光線；2)生物模擬——設計與天然晶狀體相似，鏡片中間最厚逐漸向周邊變薄，提供了從遠到近處的連續(xù)聚焦；3)衍射光學——瞳孔設計的衍射梯形；4)非衍射光學(即非球面)[1,6-7]。不同類型的景深延長IOL均能提供出色的UCDVA、UCIVA和較好的UCNVA，其中小孔徑和非衍射光學表現(xiàn)出更好的視野范圍，且后者在視覺質(zhì)量方面效果最好[8]。

1.1.6 可調(diào)節(jié)IOL

可調(diào)節(jié)IOL模擬人眼調(diào)節(jié)機制，通過調(diào)整IOL光學部在囊袋內(nèi)的位置，實現(xiàn)遠中近距離視力變化。根據(jù)設計原理可分為：1)單光學——可伸縮襻改變IOL相對于角膜的軸向位置，光學部隨之前后移動；2)雙光學——睫狀肌舒縮改變囊袋張力，引起雙光學面IOL相互位移；3)形狀改變——運用可變形材料改變IOL表面形態(tài)；4)囊袋填充——囊袋內(nèi)注入流體物質(zhì)，通過襻和光學部的雙向泵來回流動[1,9-10]。不同設計的可調(diào)節(jié)IOL在UCDVA和CS方面效果較好，而在UCNVA和調(diào)節(jié)程度存在差異，40%～70%的患者術后仍需使用老花鏡，且光暈、眩光現(xiàn)象發(fā)生率較高，但目前研究缺乏標準化的結果，需要更多的研究來評估臨床效果[9]。并且可調(diào)節(jié)IOL依賴于囊袋的柔韌性，囊袋的纖維化會限制其調(diào)節(jié)功能，有研究[11]認為，睫狀溝放置可能帶來更好的屈光效果。

1.2 術后臨床效果

1.2.1 視力

無論植入老視矯正型IOL還是SIOL，患者術后UCDVA均得到提高，而前者的UCNVA較SIOL則有明顯提高[4,5,7,9,12-13]。研究[7,13]表明：RMIOL與DMIOL 相比，前者的UCDVA 較好，后者的UCNVA則相對較好，而HMIOL相比前兩者，擁有更為均衡的全程視力。術后UCIVA效果最好的是三焦點IOL，優(yōu)于傳統(tǒng)MIOL，且兩者在UCDVA、UCNVA方面均無明顯差異[5,7,14]。相比MIOL和三焦點IOL，景深延長IOL的UCIVA略好，DCNVA稍差，可調(diào)節(jié)IOL和MIOL的效果相似[7,10,14-15]?？傊?，在所有老視矯正型IOL中，三焦點IOL擁有最佳的全程視力，但同時也會有更高的光學現(xiàn)象發(fā)生率。而視力并非是決定視覺質(zhì)量的唯一因素，還與患者用眼習慣，以及眩光、光暈等視覺不良反應相關。

1.2.2 對比敏感度

CS是指人在不同明亮空間對比下分辨物像差別的能力，即人眼分辨邊界模糊物體的能力。由于光線通過IOL時被分配為多個焦點，光線能量的丟失使視網(wǎng)膜成像質(zhì)量降低，從而導致明暗視狀態(tài)下各空間頻率的CS均降低[2]。SIOL與老視矯正型IOL相比，受不良光學現(xiàn)象的影響更小，植入后二次更換的概率也較低[12-13]。針對不同老視矯正型IOL的CS研究[7]表明：植入DMIOL優(yōu)于RMIOL，出現(xiàn)光暈、眩光等視覺不良癥狀發(fā)生率更小。三焦點和HMIOL既沒有RMIOL的瞳孔依賴性，也減少了DMIOL可能產(chǎn)生的光散射，降低了眩光和光暈的發(fā)生，患者的視力、CS以及術后滿意度更高[7,13-14]。相比MIOL和三焦點IOL，景深延長IOL和可調(diào)節(jié)IOL的不良視覺癥狀較少[7,10,14-15]。盡管術后早期患者的CS降低，但隨著時間延長CS會逐漸恢復，這可能因為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞逐漸對其變化產(chǎn)生耐受性，患者對視網(wǎng)膜上多焦點成像逐漸適應所導致[2]。

1.2.3 脫鏡率與滿意度

老視矯正型IOL最重要的功能是使患者術后擁有全程視力，擺脫眼鏡困擾，但不同設計的老視矯正型IOL各有優(yōu)勢，要想實現(xiàn)更高的脫鏡率，應結合不同視物距離需求的患者個性化選擇。近年出現(xiàn)雙眼混合搭配IOL的觀點，如優(yōu)勢眼植入RMIOL以提供較好的UCDVA、UCIVA，或植入DMIOL提供較好的U CN VA，可有效提高脫鏡率[16]。還有將不同屈光度的老視矯正型IOL混合搭配植入雙眼，滿足不同用眼需求的患者，術后脫鏡率與滿意度均效果顯著，其中雙眼植入三焦點IOL的患者，術后各方面效果均優(yōu)于MIOL、景深延長IOL和可調(diào)節(jié)IOL[4,7,17-18]。不過脫鏡率與滿意度有較強的主觀性，除了IOL的原因外，還與患者的戴鏡習慣、視物距離、主觀意愿等密切相關。

1.3 適應人群

老視矯正型IOL能提供良好的全程視力，適用于有全程視力需求并且迫切期望擺脫眼鏡依賴的患者，尤其是日常生活中使用手機、電腦等中近距離較多，并且相對年輕、眼底條件好的患者。但對有角膜異常、青光眼、晶狀體囊袋不穩(wěn)定、黃斑病變等眼部疾病的患者絕對禁用，對準分子激光術后的患者也不適合植入[1,7]。鑒于其價格昂貴、部分患者對視覺質(zhì)量要求高，如需要精細近視力、暗環(huán)境工作等，應與患者充分溝通，根據(jù)需求個性化選擇，確保最大程度發(fā)揮IOL的特性和優(yōu)勢，滿足患者的視覺期望。同時提前告知可能出現(xiàn)眩光、光暈、CS下降、精細視力受損等視覺副作用，以及可能需要幾個月的神經(jīng)適應過程，增加患者的理解[2-3]。

2 非球面IOL

2.1 設計與分類

波前像差是實際成像與理想成像之間的差異，是評判視覺質(zhì)量的主要指標之一。人眼存在的像差有低階像差和高階像差，低階像差包括近視、遠視、散光，高階像差包括球差、彗差、不規(guī)則散光等，高階像差是影響視覺質(zhì)量的重要因素，其中又以球面像差(spherical aberration，SA)對視覺質(zhì)量影響最大[19]。研究[20]顯示：人眼SA主要來源于角膜與晶狀體。角膜球面為正性球差，并且很少隨著年齡的增加而改變，而晶狀體在人年輕時為負性球差，可以抵消角膜的正性球差，但隨著年齡的增加，晶狀體內(nèi)各種成分的折射率發(fā)生改變，使得其負性球差變?yōu)檎?，導致人眼SA增大。早期的IOL為球面設計，因價格低廉在很長一段時間廣泛使用，但植入后會使人眼的正性球差增加，導致視覺質(zhì)量降低，而植入非球面IOL可減小人眼總球差[1]。

2.1.1 非球面負球差IOL

自身球差值為負，可矯正角膜正球差，從而減小人眼總球差，提高CS。通過模型眼[21]發(fā)現(xiàn)：非球面負球差IOL將人眼球差矯正越趨向于零，視網(wǎng)膜成像質(zhì)量越好。研究[22]表明：白內(nèi)障患者術前行角膜球差測量，然后個性化選擇非球面負球差IOL，與隨機選擇植入非球面IOL相比，術后擁有更好的視力和CS，因此選擇合適大小球差的IOL，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。常見的球差值有-0.27 μm、-0.20 μm，但術后保留多少球差最合適仍有爭議。

2.1.2 非球面零球差IOL

自身無球差，不能矯正角膜正球差。SA的存在不僅與CS有關，還與焦點深度有關，正球差會帶來相對于最佳主觀焦點的近視偏移，而負球差則是遠視偏移[23]。研究[24]表明：植入非球面IOL在改善白內(nèi)障患者視覺質(zhì)量的同時，保留一定的正球差可改善近視，而保留負球差可改善遠視。因此患者植入后保留部分的正球差，在一定程度上可以增加人眼焦點深度和屈光的假性調(diào)節(jié)力，視力和CS沒有明顯降低[25]。

2.2 術后臨床效果

2.2.1 視力

研究[26]表明：植入非球面和球面IOL都可以有效提高術后視力，但非球面IOL可以提供更小的全眼SA、高階像差及更好的CS，客觀視覺質(zhì)量優(yōu)于球面IOL。植入非球面IOL通過賦予零球差或負球差，改變了術后全眼SA，有效提高術后視力的同時，零球差組可保留患者部分焦點深度，從而在一定程度上改善了患者的術后視覺質(zhì)量[24]。

2.2.2 瞳孔影響

然而，非球面IOL并非在所有情況下均優(yōu)于球面IOL，由于SA是光線通過晶狀體邊緣時所致，因此在明環(huán)境下瞳孔相對較小時，2種IOL對視覺質(zhì)量的影響并不明顯，而瞳孔相對較大時光學特性才充分發(fā)揮。研究[23,26-27]顯示：在暗環(huán)境或有眩光的情況下，植入非球面IOL可提高暗視力，減少眩光的發(fā)生，術后擁有更小的高階像差和SA、更高的CS，起到降低眩光、光暈的作用，視覺質(zhì)量明顯優(yōu)于球面IOL，但二者視力無明顯統(tǒng)計學差異。

2.2.3 傾斜和偏心

非球面IOL的傾斜和偏心與球面IOL產(chǎn)生的球差相比，前者對視覺質(zhì)量的負面影響更大[28]。當IOL發(fā)生傾斜、偏心時，會造成眼內(nèi)不對稱的高階像差，視覺質(zhì)量明顯下降，而非球面零球差IOL受其影響較小，其成像效果優(yōu)于球面及非球面負球差IOL，因此是各種IOL設計中最安全的選擇[29]。

2.3 適應人群

非球面IOL在暗環(huán)境下瞳孔較大時可以完全發(fā)揮其性能，降低SA和高階像差，因此對夜間駕駛、暗環(huán)境工作者等，暗視力要求較高的人更值得推薦。并且選擇適合的球差，還需要參考角膜情況，對角膜像差不確定，如角膜瘢痕、圓錐角膜、準分子激光術后的患者，不適于植入負球差，最穩(wěn)妥的辦法是植入零球差，不改變總的球差[29]。同時球面較非球面IOL價格低廉，因此對視覺質(zhì)量要求不高、相對貧困的人群也有一定的性價比。

3 Toric IOL

3.1 設計原理

Toric IOL是在環(huán)曲面透鏡的基礎上附加一柱鏡，從而達到提高視力和矯正散光的作用[1]。我國流行病學調(diào)查數(shù)據(jù)[30]顯示：白內(nèi)障患者術前角膜散光為0.50～0.99 D是最常見的范圍(30.08%)，其次是1.00～1.49 D (22.15%)、≤0.50 D(21.21%)和1.50～1.99 D (10.28%)。這些散光會導致幻影、視力下降等，影響白內(nèi)障術后的視覺質(zhì)量，要想獲得更好的視力需再次手術矯正，但是預測性較差，術后可能存在過矯或矯正不足、屈光回退等并發(fā)癥。而Toric IOL植入具有可預測性強、安全性高等優(yōu)點，是目前矯正白內(nèi)障患者角膜散光最有效的方法[31-32]。

3.2 術后臨床效果

3.2.1 視力

研究[31,33-34]顯示：Toric IOL治療白內(nèi)障合并角膜散光，效果優(yōu)于植入非Toric IOL和角膜散光松解術。植入非球面Toric IOL，散光得到矯正的同時，還可以彌補角膜正性球差，降低高階像差，獲得更好的視覺質(zhì)量[35]。而植入多焦點Toric IOL不僅可以矯正角膜散光，還可提供出色的遠中近距離視力，屈光結果的可預測性、光學性能都非常好，更多患者實現(xiàn)完全脫鏡[36]。Toric IOL的薈萃分析[31]顯示：與角膜散光松解術相比，Toric IOL穩(wěn)定性好，可預測性強，矯正散光范圍更廣，能提供更好的UCDVA，更高的脫鏡率。

3.2.2 Toric IOL 穩(wěn)定性

影響Toric IOL術后視覺質(zhì)量最重要的，是其在囊袋內(nèi)的穩(wěn)定性，主要與囊袋大小、眼軸長度和晶狀體厚度呈正相關，高度近視患者眼軸較長，會導致囊袋變大、懸韌帶脆弱、囊袋不對稱性收縮等，使得Toric IOL術后旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性變差[37]。研究[38]表明：當Toric IOL每出現(xiàn)1°的軸位偏離時，就會導致矯正效果減少3.3%，當偏離30°時，散光矯正效果消失，超過30°反而加重散光，出現(xiàn)復視、眩光和視力下降等癥狀，需再次手術來調(diào)整IOL位置。此外，Toric IOL的材料、襻的設計也是影響旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的因素。研究[34,39-40]顯示：板型襻設計的穩(wěn)定性優(yōu)于C襻，疏水性丙烯酸酯IOL囊袋黏附性強，其穩(wěn)定性優(yōu)于親水性丙烯酸酯。而單焦點、多焦點Toric IOL以及傳統(tǒng)SIOL三者之間相比，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性無明顯差異[34,36,41]。

3.3 適應人群

Toric IOL適用于規(guī)則性角膜散光度數(shù)≥0.75 D，并且有脫鏡意愿的白內(nèi)障患者，全程視力有需求者可以考慮植入多焦點Toric IOL[1]。但對于囊袋穩(wěn)定性較差，如囊袋不完整、懸韌帶松弛或脫位，以及眼軸較長、囊袋較大的患者，因術后容易導致Toric IOL旋轉(zhuǎn)﹑偏心或傾斜，不僅無法起到矯正作用，甚至會加重患者的散光，因此須謹慎選擇。對患有不規(guī)則角膜散光，如角膜瘢痕、圓錐角膜的患者絕對禁用[32-34]。

4 經(jīng)過特殊處理IOL

4.1 藍光濾過IOL

細胞培養(yǎng)和動物研究[1,42]表明：短波長可見光可以誘發(fā)視網(wǎng)膜光毒性，而藍光濾過IOL在其材料中加入甲堿類黃色素，可減少眼睛對紫外線輻射(200～400 nm波長)和短波長可見光(紫藍光，400～500nm)的暴露，從而起到減輕黃斑光損傷、保護視網(wǎng)膜的作用，并有可能防止老年性黃斑變性的發(fā)展和惡化。植入藍光濾過IOL不會降低視力和視覺質(zhì)量，也不會影響睡眠覺醒周期，且理論上可以改善眩光[43]。但目前尚缺乏確切的臨床證據(jù)支持對黃斑的保護效果，是否推薦使用仍有爭議[44]。

4.2 肝素表面修飾IOL

肝素作為一種抗凝血劑，對黏附因子和降解酶的表達產(chǎn)生影響。對IOL行肝素修飾后，可以增加其表面親水特征，從而減少炎癥細胞的粘附，減輕術后前房炎性反應，具有更好的生物相容性[1]。研究[45-46]表明：親水性較強的肝素表面修飾IOL，在白內(nèi)障手術后葡萄膜炎的發(fā)生率較低，適用于葡萄膜炎、糖尿病以及兒童白內(nèi)障等患者。但目前尚缺乏足夠的信息來評估哪種類型的IOL最適合用于患有葡萄膜炎的白內(nèi)障患者[47]。

4.3 活性氧表面修飾IOL

后囊膜混濁(posterior capsular opacification，PCO)是白內(nèi)障患者術后最常見的并發(fā)癥，目前認為形成機制為：晶狀體損傷會產(chǎn)生促炎細胞因子，導致晶狀體上皮細胞刺激增殖，并分化為肌成纖維細胞，最終遷移在IOL的視軸形成PCO[48]。IOL的材料、設計和功能的選擇均會影響PCO的發(fā)生，親水性丙烯酸IOL的PCO發(fā)生率高于疏水性丙烯酸IOL，而活性氧表面修飾可以使IOL表面更加疏水，因此植入活性氧表面修飾IOL可有效降低PCO的發(fā)生率[1,49]。

5 結語

隨著屈光性白內(nèi)障手術的普及和IOL的飛速發(fā)展，不同功能的IOL為適應不同類型的患者進行功能組合。這些高端IOL結合患者情況發(fā)揮自身優(yōu)勢，顯著改善了患者術后視力和視覺質(zhì)量，提高脫鏡率。此外，完美的屈光性白內(nèi)障手術還與各種新興手術技術和設備密切相關，如微切口、飛秒激光輔助以及IOL的計算和術中導航系統(tǒng)的保駕護航[50]。但由于醫(yī)療及經(jīng)濟條件的限制，目前仍與國際先進水平有一定差距，因此我們眼科醫(yī)生不僅要掌握各種型號IOL的特點和優(yōu)勢，還要不斷學習更先進的技術和設備，為實現(xiàn)屈光性白內(nèi)障手術精準、個性化治療而努力奮斗。

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