角膜屈光手术的发展史

屈光手术(refractive surgery)是指试图改变人眼屈光状态的眼科手术,角膜屈光手术(corneal refractive surgery)指通过重塑角膜形状或改变角膜屈光性能达到矫正眼睛屈光状态的手术,英文也称keratorefractive surgery,kerato,意为角膜,常作为前缀,例如角膜镜片术keratophakia、角膜磨镶术keratomileusis、角膜切开术keratotomy以及角膜切削术keratectomy等。 角膜屈光手术的出现及发展基本反映了现代屈光手术发展历程。虽然此间有其他尝试,例如19世纪开始探索手术摘...

中文名称 :角膜屈光手术的发展史
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相关检查: 视野计 交替遮盖法

1、角膜屈光手术的发展史

屈光手术(refractive surgery)是指试图改变人眼屈光状态的眼科手术,角膜屈光手术(corneal refractive surgery)指通过重塑角膜形状或改变角膜屈光性能达到矫正眼睛屈光状态的手术,英文也称keratorefractive surgery,kerato,意为角膜,常作为前缀,例如角膜镜片术keratophakia、角膜磨镶术keratomileusis、角膜切开术keratotomy以及角膜切削术keratectomy等。

角膜屈光手术的出现及发展基本反映了现代屈光手术发展历程。虽然此间有其他尝试,例如19世纪开始探索手术摘除晶状体矫正高度近视以及后来出现的晶状体植入手术、巩膜手术改变老视状态等,但由于角膜屈光手术具有不改变人眼正常调节力、易于实现、手术在外眼进行等特点,因此始终是历史最久、探索最多,且迄今为止仍然是发展最快、接受治疗人数最多的屈光矫正手术之一。 

角膜屈光手术发展充满不断的实践、探索、发现和对提出的理论再应用的过程。早在16世纪,著名意大利科学家和艺术家列奥纳多•达•芬奇(Leonardo Da Vinci,1452—1519)就对人眼屈光不正的来源进行了探索,17世纪初叶(1619年),由于著名的眼科学家Scheiner实现了对人眼的测量,使人们开始了解到人眼前部轮廓对视觉矫正的重要性,从而奠定了后来角膜屈光手术的基础。1869年Snellen提出应用手术可能会矫正屈光不正的设想,而真正实现者是挪威著名眼科科学家H. Schiötz(图1-1),1885年,他首次应用角膜横向切开来矫正白内障术后出现的散光并取得了较显著的效果,从而实现了Snellen的设想。之后,在此基础上,相继出现了一系列矫正散光的手术方式,例如:在角膜交叉于陡峭子午线的直行切开的T-cat手术(William Bates,1894)、全层角膜厚度切开矫正散光术(Faber,1895)、对应陡峭子午线前部角膜切开矫正散光(Lucciola,1894)等矫正散光的手术方式。


 荷兰的物理学家Leendert Jan Lans是角膜屈光手术的重要奠基人之一,1896年他首次提出并报道可以通过改变角膜形状矫正近视等屈光不正,不仅对角膜切开手术进行了较深入的探讨,阐明了角膜前部基质切开可使角膜变扁平的原因,对手术基本原理进行了非常系统的研究,同时还提出了可以通过改变角膜切开的方向、数目和形状以及深度来控制手术效果等,是后来角膜屈光手术的基础(图1-2),并且通过角膜组织皱缩使之成型也是他最早提出的。1930年,日本的Tsutomu Sato医师观察到圆锥角膜患者后弹力层破裂可使角膜变平,提出对角膜后表面及后弹力层进行放射状切开的设想并于1939年将其应用于临床,但由于该技术是在角膜后表面做切口,可能会使角膜内皮功能失代偿形成角膜水肿而未能广泛开展。直至1974年,前苏联著名的眼科学家Svyatoslav N. Fedorov(或Fyodorov)等第一次在角膜前表面非光学区做角膜非穿透性放射状切开(radial keratotomy,RK),避免破坏角膜内皮,手术获初步成功,之后该手术风行一时并不断改进,特别是引入美国后,手术刀片由最初的剃须刀片被钻石刀取代,更多的辅助检查设备和切口深度计算系统等被引进,手术切口的条数逐步减少、长度也逐步缩短,形成“迷你”RK手术(minimally invasive radial keratotomy)。但后来进行的一项研究(prospective evaluation of radial keratotomy,PERK)显示虽然该手术可矫正屈光不正,但也可产生一些较难处理的并发症,其远期的稳定性亦受到质疑,特别是后来随着准分子激光角膜屈光手术的出现,该手术临床应用明显减少,但毕竟是现代屈光手术重要开端之一。

在角膜屈光手术发展的历史长河中,还伴随着眼内晶状体植入矫正无晶状体后的高度远视(1948年,Ridley)以及人工晶状体的植入矫正屈光不正的发展过程。在第二次世界大战期间,因观察到皇家空军飞行员眼部受伤后塑胶异物进入前房也不引发过多反应后,Ridley医师开始了眼内晶状体的实验,并从此诞生了眼内晶状体植入矫正屈光不正的手术方式。

1949年José Ignacio Barraquer Moner医师(希腊人,后移居哥伦比亚,图1-3)有感于眼内植入物,尝试将角膜进行板层移植发现可矫正圆锥角膜引起的高度近视,提出了通过角膜板层手术改变角膜形状以达到矫正屈光目的的设想,他认为,此类手术可以有两种方式:一是“增加组织”方法,一是“去除组织”方法。“增加组织”方法可将同源组织植入,为此计算出增加组织的角膜厚度与欲矫正屈光度的关系,称为Barraquer法则。“去除组织”方法又可以通过两种途径实现:一是将切下来的组织做部分切除后重新放回角膜。或是先在角膜浅层制作角膜瓣,然后在其深层组织做切除,后者也称为原位(in situ)手术。1963年Barraquer首次尝试了通过磨镶角膜使其改变角膜曲率以矫正近视的方法,即角膜磨镶术(keratomileusis),mileusis源于希腊文,意为雕刻之意,最先是近视治疗(myopic keratomileusis,MKM),是角膜磨镶术的雏形及后来出现的准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)的基础。无论是“增加”还是“去除”方式,此类手术方式的主要特点是矫正的手术区域接近视轴处或在视轴上,因而屈光矫正预测性和光学矫正效果较改变周边形态手术更好。


 角膜磨镶术中的角膜切除最早是应用刀片切除一定厚度的角膜板层,后来为了较好地保证角膜形状先冷冻切下的角膜组织,然后用冷冻车床车削成一定形状和厚度的透镜再缝于角膜板层。此间还出现过应用已车削好的透镜放于角膜表面的Epikeratoplasty技术,但因为准确性不高已不再应用。早期对角膜的切割是手控制的,Barraquer医师研制了最早的微型电动角膜板层刀,包括刀头、吸力环和了解术中眼压的压平眼压计。1987年Luis Ruiz在此基础上发明了应用自动的齿轮转动进行角膜板层的切割,根据屈光度的不同切除不同深度角膜板层,形成自动角膜板层成形手术(automated lamellar keratoplasty,ALK)。虽然此手术操作相对复杂,但是预测性还不是很强,术后也存在一些并发症,但毕竟又向现代屈光手术迈进了一步。

在此期间还有尝试应用热效应使角膜胶原纤维皱缩的热成形技术(thermal keratoplasty),例如应用镍铬铁合金探头在近周边角膜基质做放射样治疗产生热效应,以及后来应用二氧化碳(carbon dioxide)激光、钇铒(ytterbium-erbium)激光、钬激光(Ho:YAG)等激光的热成形手术,均因效果不稳定而未能广泛应用。而准分子激光的应用是现代屈光手术的开始。

2、相关检查

视野计 交替遮盖法