应用扫描源眼前段光学相干断层扫描技术动态评估有晶状体眼人工晶状体植入术后瞳孔直径的变化

目的

为了动态评估近视眼中亮度变化诱导的瞳孔直径的变化，植入植入的植入溶晶透镜（ICL，STAAR手术）与中心端口。

方法

这项前瞻性、观察性单中心病例系列研究包括65例连续接受ICL植入的患者的65只眼睛。在手术前后平均随访4个月的时间间隔内，使用一种改进的商用扫描源傅里叶域前段光学相干断层扫描(AS-OCT)设备，在变化的光照条件下进行成像和动态瞳孔测量。

后果

术前光下瞳孔平均大小为3.38±0.64 mm;术后增加到3.48±0.61 mm。暗光下平均瞳孔大小术前为5.72±0.79 mm，术后为5.84±0.77 mm。瞳孔缩小、散瞳术前术后瞳孔直径差异为0.10±0.44 mm (P = 0.078）和0.12 ± 0.58毫米(P = 0.098), respectively. The scotopic pupil exceeded the optic zone of the implanted lens in 39 eyes (60%). The mean central vault value was 412 ± 177 μm under maximum miosis and 506 ± 190 μm under maximum mydriasis. We found a positive correlation between vault and differences in pupil diameter under all light conditions (P< 0.05)。

结论

动态AS-OCT能够非常精确地测定虹膜平面上的瞳孔直径。ICL植入后不同光照条件下瞳孔直径的变化与术后瞳孔拱顶有关。

在过去二十年中，可植入的胶合镜头（ICL）（STAAR外科公司，蒙罗维亚，CA，USA）已被广泛接受作为各种屈光缺损的手术校正的有用选择[1，2，3.］．

2011年近视镜片设计的进步，以及直径为0.36 mm的中心孔（ICMV4c模型）的开发，简化了手术，减少了术后并发症，如瞳孔阻滞和前囊下白内障的形成[1，4，5，6，7]然而，在某些情况下，视困难，即患者在后房型有晶状体人工晶状体（pIOL）手术后感知到的不想要的图像，可能仍然存在。

在一些患者的下视野中报告了一种线性的视力不良，与周围激光虹膜切除术或术中虹膜切除术有关[8，这是在没有中心端口的以前的模型植入时所必需的。由于新模型的出现不再需要这些操作，这种视力不良现在已经消失了。然而，在光学区中心钻孔会产生反响，有报道称与中心孔相关的新的光不良[9，10].这种类型的视困难可能与一些患者感觉到的另一种类型的视困难同时发生，尤其是在暗光条件下，其起因是散瞳瞳孔直径与pIOL光学区大小不匹配：如果瞳孔直径超过光学区的边界，然后在视网膜上产生两个不同的图像[11，12］．病人抱怨在这些情况下，有时甚至在介光环境下，例如在使用电子设备时，会产生鬼影。

为了解决这个问题，一种新的ICL（EVO）模型 +) 2016年开发了一种放大光学区的透镜。该透镜的功率可达 − 14.5屈光度（D）。即使如此，主要是年轻近视患者的瞳孔在黑暗中也可能超过光学区[13］．

因此，在考虑pIOL的手术适应症时，评估患者可能出现夜视障碍的可能性至关重要。从这个意义上说，如果我们知道术前虹膜平面上的暗视瞳孔大小和待植入pIOL的光学区直径作为折射的函数，我们可以ld很容易识别因瞳孔超过pIOL光学区而有视觉障碍风险的患者。但是，ICL植入后房中，在后房中它与虹膜背面保持连续和直接接触，因此可能导致瞳孔直径和运动障碍。针对植入ICL后瞳孔特征变化的研究报告了相互矛盾的结果[12，14，15，16，17，18，19］．

本研究的目的是描述中央孔ICL植入后瞳孔直径的变化。为此，我们设计了一种基于动态前段光学相干断层扫描(AS-OCT)的精确瞳孔测量技术。

我们进行了一项前瞻性的单中心观察性研究，对眼球进行ICL植入术矫正近视和近视散光。本试验的样本包括65只眼(右29只)，来自连续65名患者(42名女性)，他们顺利植入了球形(52只眼)和环形(13只眼)中心孔pIOLs (Visian ICL EVO/EVO +模型)来矫正近视。只有第一只手术的眼睛被纳入。所有手术均由同一位经验丰富的外科医生(FGL)在西班牙马德里的巴维埃拉诊所(Clinica Baviera)完成。所有手术均顺利进行，随访期间无并发症发生。

所有病人都对外科手术和在医学和科学研究中使用其个人资料表示书面知情同意。数据收集符合西班牙法律要求，研究按照巴维埃拉临床医学法律委员会的要求进行。

应用AS-OCT评估瞳孔直径和瞳孔穹窿

最新的商业可用的三维扫描源傅里叶域AS-OCT设备(CASIA2, Tomey公司，日本名古屋)用于在变化的光条件下成像和动态瞳孔测量。我们使用了一个特定的beta版软件应用程序来动态评估piol;“动态”一词指的是由外部环境亮度变化引起的前节结构的变化。新的内置软件视频系统以非常高的扫描速度(每秒20帧)运行，并提供高分辨率的图像。它还自动控制出现在前段电影模式的发光二极管光源的照明，以创建不同级别的照明曝光。我们使用PCE- mlm1光度计(PCE Instruments, Meschede, Germany)测量，将光的强度调节到最大电流990lx。在成像过程中，研究眼聚焦在一个内部点上，在检查室黑暗环境照明(0.5 lx)下开始15秒的视频记录，等待1分钟，使患者适应黑暗条件，然后开始测试。5 s后，关灯5 s，录音继续5 s，再次在暗调环境光下进行。另一个电影文件更详细地展示了所使用的方法(参见附加文件)1)．

人工选择最小瞳孔和最大瞳孔的图像。在所有选定的OCT框架中，在术前和术后约4个月记录虹膜距离，测量虹膜平面从虹膜鼻和颞骨内缘的水平经络。术后测量穹窿(图)。1)我们计算了穹窿范围，定义为散瞳和瞳孔缩小测量的两个中央穹窿间隔值之间的绝对差值[20.］．

AS-OCT内部光的验证

在我们的研究之前，我们验证了CASIA软件的内部光。为此，我们分析了AS-OCT瞳孔直径测量的评分者间和评分者内的可靠性。两名盲检人员分析了来自10名患者的相同的20项测量结果。如上所述，在相同的环境光条件下，每隔15分钟记录每个受试者三次OCT视频测量，以获得每只眼睛最大瞳孔和瞳孔缩小时的OCT帧。

两名检查者对瞳孔缩小的总体平均评分为3.26 mm。眼间标准差(SD)为0.32 mm，眼内标准差(SD)为0.18 mm(重复性系数= 0.49 mm;变异系数= 5.4%)。2位评分者的标准差为0.05 mm(重现系数= 0.131 mm;变异系数= 1.5%)。

在剖参分子中，总体平均等级为5.51毫米。眼睛眼睛SD为0.42mm，眼内SD为0.16mm（可重复系数= 0.45mm;变异系数= 3％）。归因于评级的SD为0.08 mm（再现系数= 0.23mm;变异系数= 1.5％）。

统计考虑

从OCT成像分析获得的结果被输入Excel电子表格（微软公司，Redmond，华盛顿，美国）。数据使用R核心团队（2019，R统计计算基础，维也纳，奥地利）进行分析，结果表示为平均值。 ± 正态分布数据的标准差和非正态分布数据的中位数和四分位数范围（IQR）。当P值小于或等于0.05。

为了分析重复性和重现性，我们在随机因子设计下应用了方差分析，如Gwet等人的研究[21]然后，我们计算了重复性系数，即可能包含95%差异的限值。我们还计算了再现性系数并报告了变异系数，变异系数计算为眼睛内SD与重复性总体平均值之间以及评分员SD之间的商和再现性的总体平均值。

我们采用配对研究比较了手术前后瞳孔直径的差异T-测试。我们采用回归模型、普通最小二乘法和Huber估计法，研究瞳孔直径与穹窿值、年龄、晶状体度数、ICL大小、术前球面当量和晶体度数的相关性。

患者术前平均年龄32±7岁(21 ~ 48岁)。术前平均基线球当量为- 9.46±3.38 D (- 3.00 ~ - 19.88 D)。晶状体大小分布如下:2眼12.1 mm, 20眼12.6 mm, 40眼13.2 mm, 3眼13.7 mm。

术前平均光瞳大小为3.38±0.64 mm (2.18 ~ 5.03 mm)，术后平均光瞳大小为3.48±0.61 mm (2.14 ~ 5.14 mm)。暗光下平均瞳孔大小术前为5.72±0.79 mm (3.68 ~ 6.88 mm)，术后为5.84±0.77 mm (3.88 ~ 7.04 mm)。

术前和术后瞳孔直径差异在手术后4个月的平均随访时间间隔(133±55天,40到305天(范围)]在减数分裂和瞳孔放大0.10±0.44毫米(范围1.55−1.04毫米)和0.12±0.58毫米(范围1.58−1.89毫米),分别。尽管我们在术后两种环境光条件下观察到更大的直径，但我们没有发现缩小和散瞳的统计学差异(P = 0.078及P分别为= 0.098;无花果。2)．

在Miosis中检测到相同或更小的术后瞳孔直径24眼[36.92％，中值（IQR）差异，后期： - 0.17毫米（范围 - 0.48至-0.06 mm）]和25只眼中的散瞳[38.46％，中位数差异柱 - 后期： - 0.30毫米（范围 - 0.58至-014 mm）]。Scotopic瞳孔超过植入晶状体的光学区域在39眼中至少0.1mm（60％）。这组眼睛的平均施力瞳孔尺寸为6.26±0.50 mm（范围为7.04至5.07 mm）。在18只眼里（46.15％），瞳孔边缘仅在鼻侧突出光学区域，而21只眼睛（53.85％）在鼻腔和颞侧超过它。在没有眼睛中，仅在时间侧超过光学区域。

光下中心拱顶值为412±177 μm (76 ~ 845 μm)，最大值为506±190 μm (122 ~ 903 μm)。平均跳高范围为95±51 μm (13 ~ 277 μm)。图中的散点图。3.a、 b、d和e显示了不同光照条件下瞳孔直径的差异，以及中心拱顶值。我们观察到，在所有光照条件下，瞳孔直径的差异与穹窿呈正相关(P< 0.05)。拱顶范围似乎与直径的差异无关(P = 0.298 in miosis,P = 散瞳0.772；图。3.C和f）。

我们没有发现在晶状体的上升和手术前后瞳孔直径的变化之间有任何显著的相关性(P = 0.298 in miosis,P= 0.525)。术后瞳孔大小与植入晶状体的放大率均无显著相关性(P = 瞳孔缩小0.162，P= 0.122)， ICL大小(P= 0.28，P = 0.31（散瞳）或术前球形等效物(P= 0.436，P= 0.717)。同样，年龄与瞳孔缩小无显著相关性(P = 0.241) or mydriasis (P = 0.334）。

在确定的光照条件下，具有良好重复性的瞳孔大小的标准化测量对于有晶状体植入患者的术前和术后评估至关重要。我们的研究描述了一种新的基于动态AS-OCT的精确瞳孔测量技术及其在有可能植入pIOL的眼睛中的临床应用。在不同的环境光条件下(暗位和光位)，我们在术后4个月的随访中观察到瞳孔比术前更大，尽管这些差异没有统计学意义。同样，在所有外部光照条件下，置入ICL后，术后穹窿和瞳孔大小的增加之间存在显著的正相关——穹窿越大，瞳孔直径越大。尽管在干预后瞳孔大小有增加的趋势，但在某些情况下，这并没有发生，瞳孔直径实际上减少了。这一观察结果反映了文献报道的矛盾结果:尽管在植入ICL的眼睛中已经解决了瞳孔动力学问题，但它还没有被完全阐明。

Keuch等人。[14]是第一个评估植入ICL的眼睛瞳孔收缩情况的。作者使用瞳孔描记器研究了15只近视眼在植入无中心孔ICL (V4型)前后的情况。植入约两周后，瞳孔直径明显小于术前(P < 0.01). Chun等人报告了类似的结果[15]发现术后1个月和3个月瞳孔直径显著减小；6个月和12个月时，直径恢复到术前值。Kamiya等人在弱光条件下（10 lx）使用Hartmann-Shack像差计和裂隙灯显微镜[16]得出结论，手术技术可能不会引起瞳孔直径的显著变化，瞳孔直径与拱顶的数量没有显著相关性。另一项研究使用WaveScan像差计在中位条件（50 lx）下评估了手术前后6个月的瞳孔大小[12］．在植入V4型号的50只眼系列中，瞳孔大小在64％的眼中下降，增加了20％，并且在16％中保持不变。总的来说，手术后，中间瞳孔尺寸明显下降（P = 0.01). 使用类似的方法，Li等人[17]研究高度近视眼，记录术前近视程度最低的患者术后瞳孔直径下降较大。

Totsuka等人。[18]，使用中心孔ICL（V4c模型），使用红外瞳孔计评估瞳孔动力学。他们的测量结果显示手术前后的暗视瞳孔结果没有显著差异。最近，Zhu等人[19]进行了一项前瞻性观察研究，比较植入两种不同ICL模型前后的动态瞳孔测量特征：V4（无中心端口）和V4c（有中心端口）。使用配备近红外照明的计算机化自动瞳孔测量系统。在中视和低明视条件下，瞳孔直径较小；然而，在植入后3个月，在暗光照明下，瞳孔直径已恢复到其术前值。植入V4和V4c ICLs的眼睛没有观察到显著差异。

所有上述发表的研究一致认为，术后瞳孔直径(在中位或暗位情况下)没有显著变化或减小。然而，在我们的研究中，我们观察到瞳孔大小在所有光照条件下都有增加的趋势，尽管这与术后穹窿的到达有关。

我们的研究涉及瞳孔直径的内部测量，无需估计实际直径应为角膜形状或前房深度的函数。此外，它在完全可再现的环境光照条件下进行测量，使我们的结果更加有效和一致。此外，这种测量模式通过测量，我们可以验证瞳孔直径与ICL视区直径之间的关系，这无疑会对临床产生影响。尽管本研究中没有测量可能的不良光现象，但通过这种方法，我们可以在术前预测人工晶状体的视区是否在暗视环境下，光照条件可能会被超过。因此，我们能够警告患者由于这一原因出现光晕的可能性。此外，根据我们的结果，如果由于术后瞳孔高度增大导致瞳孔增大而导致视力障碍，则可以尝试减少这种视力障碍y通过垂直旋转pIOL来减小vault[22，23]或者将pIOL换成更小的。预计未来pIOL分级公式的改进可能使术后穹窿预测更加准确。这反过来会使一些具有较大暗视瞳孔的眼睛瞄准较低的穹窿成为可能，从而导致暗视瞳孔直径减小，从而可能降低相关的视困难负担。

值得注意的是，在我们的系列研究中，超过一半的病例(60%)暗瞳超过植入ICL的光学区。在这些眼睛中，大约有一半(46.15%)的暗瞳超过了鼻侧晶状体的光学区，而另一半则超过了两侧晶状体的光学区。这种解释无疑是瞳孔的生理鼻化。值得注意的是，跳高范围与两种瞳孔状态的变化幅度无关，也就是说，瞳孔的动力学与跳高的动态性无关。虽然必须强调的是所有患者的年龄都小于50岁，但我们也没有发现与年龄的相关性。

一些作者认为，ICL与虹膜后表面的机械接触和/或葡萄膜组织的刺激是导致瞳孔收缩幅度和速度下降的原因[17];但是，我们不同意这一陈述。尽管虹膜连续滑动并在瞳孔运动期间，植入炎症的眼睛不会显示任何炎症迹象。相反，在观察与动态AS-OCT器件的这些瞳孔运动之后，假设瞳孔直径的变化主要与Piol拱顶和前段的生物特性相关。瞳孔直径在较高的拱顶上更大的事实表明了一个简单的空间问题：光伏突出越多，虹膜沿着它的表面滑动的越困难，反之亦然，在低拱顶的情况下。然而，这种流行主义并不是所有案例的证明。拱顶和瞳孔动力学都受虹膜配置，厚度和反应性的影响，以及如何插入镜头以及晶体镜头自己的解剖学。进一步的研究将有助于我们辨别前段不同结构对瞳孔直径和拱顶变化的这些变化的贡献。

我们考虑了一个合理的研究时间，平均四个月，不超过一年，以研究术后瞳孔。考虑到我们在术后一周停止任何术后治疗，并且患者在术后一个月完全出院，使他们能够恢复完全正常的生活，我们相信这段时间足以使结果不受术后恢复的影响。此外，本报告的目的不是研究瞳孔随时间的变化，这可能是未来分析的原因。

我们的研究也没有试图将暗瞳直径与可能导致的视光不良症状联系起来，但在未来的工作中这样做可能会很有趣。Lim等人[12]发现光晕与中间瞳孔大小和植入性胶原透镜视区直径之间的差异显著相关，但是临床经验告诉我们，在暗视条件下，相对于瞳孔超过晶状体视区这一客观事实，患者的神经适应如何发生有一个非常重要的主观因素。

最后，我们的研究的局限性之一是人工图像采集，以及留给我们的患者适应检查室黑暗环境的时间较短。此外，可能需要更明亮的光来达到最大的缩小。然而，我们同意这些不会影响我们结果的有效性。

总之，ICL植入后瞳孔直径可能会发生变化，这种变化与术后穹窿有关。基于动态AS-OCT的测量技术使我们能够在pIOL手术前后在虹膜平面上可靠而精确地确定暗视瞳孔直径。进一步研究在大范围内使用这项有前景的技术r系列可能提供关于ICL手术后瞳孔大小变化的更准确数据，以更好地预测术后症状，从而更好地指导我们的患者。同时，当前研究的结果有利于将瞳孔测量纳入术前评估，以使用无创、易操作的方法植入pIOL-使用基于动态AS-OCT设备的精确瞳孔测量技术。

支持本文结论的数据集可在相应作者的合理要求下获得。

作者希望感谢由Jaime Beltran博士领导的研发部门的所有成员。此外，我们感谢汤姆·奥博伊尔先生在编写本手稿期间提供的语言帮助。主要作者在2019年9月14日至18日在法国巴黎举行的第37届ESCR大会和2020年9月2日至4日在荷兰阿姆斯特丹举行的第38届ESCR大会上以自由论文的形式部分介绍了本材料。

作者声明，他们未获得任何资金支持，对本文所述的任何产品、方法或材料均无任何财务或专有权益。所有研究程序均符合赫尔辛基宣言的建议。所有参与者均获得书面知情同意。FGL是STAA的临床顾问R外科和托米公司。RBC是生理学的临床顾问。

隶属关系

1. 屈光外科，巴维埃拉诊所，梅尔乔Fernández阿尔马格罗，9,28029，西班牙马德里

   Felix Gonzalez-Lopez, Carmen Bouza-Miguens, Victor Tejerina, Blas Mompean, Julio Ortega-Usobiaga & Rafael Bilbao-Calabuig

2. 西班牙巴伦西亚Clinica Baviera研发部

   瓦西里德鲁奇科夫

贡献

学习概念和设计(FGL, CBM);数据采集(FGL、CBM、VT);资料分析解释(FGL、煤层气、VT、VD);起草稿件(FGL);对原稿(FGL, CBM, BM, JOU, RBC)进行关键修改;统计专业知识(VD)。所有作者阅读并批准了最终的手稿。

通讯作者

通信菲利克斯·冈萨雷斯·洛佩兹．

伦理批准和同意参与

这项研究是根据《赫尔辛基宣言》的原则进行的。数据收集符合西班牙法律要求，研究按照巴维埃拉临床医学法律委员会的要求进行。所有受试者均给予书面知情同意。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

FGL是STAAR Surgical和TOMEY Corporation的研究顾问。他不收取这些合作的报酬。两位作者宣称没有相互竞争的利益。

出版商的注意

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