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“身处在医改大潮中，很多難解的医学课题需要我们去攻克，除了科研问题，在当前医改工作当中，不管是公立医院或是民营医院，如何解决好看病难看病贵的问题，是当下作为一名医师和医院管理者必须要做好的一件工作。”
——天津市眼科医院院长汤欣
过去几年中，对角膜组织的生物力学特性及其对角膜疾病影响的研究越来越多，成为预防和评价相关眼科疾病关注的话题。
在精准医学·创新学术论坛暨2017济南协和眼科中心高峰论坛上，中华医学会眼科学分会常务委员、天津市眼科医院院长汤欣教授从临床思考的问题出发，深入阐述了白内障手术中角膜生物力学特性。汤欣教授从4个方面揭示了角膜生物力学性能测量在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面的重要意义——应用可视化角膜生物力学分析仪（Corvis ST）测量老年人角膜生物力学参数，分析了角膜生物力学特性；观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化；同时分析了不同手术切口方式的生物力学改变；并比较了飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。
汤欣教授首先介绍了力学的基本概念。他指出，力的效应是指在人体内广泛存在力对介质、组织和器官的运动效应。生物体内应力应变与细胞生长的关系就是应力与生长关系的理论。应力作用于单位面积上的表面力。在力学中按受力后是否形变分为刚体和变形体，角膜属于变形体。
生物力学研究对角膜有何意义？
生物力学是指应用物理力学的方法和理论来研究生物和人体在宏观和微观水平上的力学性质和行为。它是分析发生在生命活动过程中的各种力学现象和过程，也是了解生物和人体一部分及相对于另一部分，以及整个机体在空间和时间上发生位移和运动的力学规律。
角膜与青光眼、屈光密切相关。与生物力学相关的角膜组织结构特点有：角膜从前到后分为上皮细胞层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层5层。角膜组织是人体典型的粘弹性组织，其5层结构有其不同的与组织结构相关的生物力学特点。白内障的摘除手术，主要经历三个阶段，首先是撕囊，在晶体前囊膜开一个圆形的口子；然后进行超声乳化，将白内障的晶体核震荡成小碎块吸出来；最后，植入人工晶体。以前眼科医师对角膜的生物力学特性了解不多，只是看看角膜是否透明，十几年前白内障手术被视为复明手术，如今白内障手术已经归结到屈光手术，需要我们更多地了解影响屈光手术疗效的因素。
角膜整体抗张强度主要来自含有胶原纤维的前弹力层和基质层。了解到这一点，对我们设计手术切口十分重要。前弹力层结构特点如下：8～12μm无细胞透明结缔组织，由直径20～20μm的胶原纤维以非束状且无规则方式排列而成，人眼角膜各层组织结构中其黏附性抗拉强度最大。基质层粘合力：角膜基质层间黏合力最强至最弱的区域依次为周边前部1/3基质、中央前部1/3基质、周边后部2/3基质、中央后部2/3基质、后弹力层。（王雁，赵堪兴，《飞秒激光屈光手术学》，人民卫生出版社，2014，北京）。
手术切口如何设计才是合理的？很多医师为节省时间，行白内障手术是一刀直接插入，但我们始终行三平面透明角膜切口，对黏合度、术后的密闭性和预后更好。阶梯状隧道切口切断板层组织相对更少，对术后角膜切口的张力强度更有益。手术切口设计优劣的衡量标准主要有两条：一是减少术后角膜源性散光，二是避免术后可能造成的切口严重感染。
弹性（Elasticity）是指材料变形后恢复原有形状的能力。弹性模量为描述角膜弹性材料特性指标之一，弹性模量=应力/应变，弹性模量值越高，代表材料越硬。人角膜应力-应变关系呈现非线性的特点。黏性（Viscosity）是指流体受到剪切力或拉伸应力时抵抗形变的能力。黏性是流体的固有属性，描述流体黏性大小的物理量为黏度，也称粘滞系数。黏弹性（Viscoelasticity）：材料在变形过程中同时表现出弹性和黏性，产生蠕变，应力松弛和滞后。各向异性（Anisotiopy）是指材料特性在各方向上不具有一致性。角膜不同部位胶原纤维交联不同角膜，中央板层之间的黏合力明显小于周边部，下方层间黏合力小于上方、鼻侧及颞侧周边。
以往对角膜的注意点如下：角膜的非对称Q值：非球面IOL，手术导航系统/角膜后面表面的散光：Toric IOL。角膜切口的构型，密闭性和生物力学性能。角膜作为人体最重要的软组织之一，对其特性的完整描述除了角膜厚度、曲率等形态学指标，还应包括角膜在受力时表现出的生物力学特性。角膜生物力学特征颇为复杂，且不是固定不变的。临床眼科中角膜的微观结构发生变化，角膜生物力学属性也会随之发生变化，且随年龄增长呈现下降趋势。
角膜生物力学性能的测量主要包括离体测量和活体测量两类，前者包括角膜轴向拉伸法、角膜膨胀法、离体全眼球膨胀测量法等，不能真正反映活体角膜生物力学特性，临床医师很少使用。后者可包括激光共焦显微镜、超声弹性显微镜、眼反应分析仪（ORA）、可视化角膜生物力学分析仪等进行测量。
Corvis ST是一种新型的活体角膜生物力学性能的仪器，可以客观地显示这一过程。全球第一台可视化角膜生物力学测量仪，可快速、非接触、自动化采集。其原理是通过超高速Scheimpflug拍摄技术，以每秒4330帧，空气脉冲后在31毫秒内可捕获140幅图像，拍摄范围为水平方向8mm。初始状态（Original state）是角膜未接触气压脉冲。中央角膜厚度（CCT）即角膜顶点处角膜前后表面垂直距离。第一次压平包括时间、速度和长度。第一次压平时间（First applanation time）是指角膜由初始状态至第一次压平经过的时间；第一次压平速度（Velocity in）是指第一次压平时，角膜顶点压陷的速度，方向为正值。最大压陷是指角膜顶点处于最大变形幅度时。最大压陷时间指的是角膜由初始状态至最大压陷经过的时间。反向曲率半径是指最大压陷时，角膜前表面曲率半径。峰距是指最大压陷时，角膜非变形部分最高点之间的距离。变形幅度是指角膜由初始状态至最大压陷，角膜顶点产生的垂直距离。 第二次压平（applanation2）是指角膜中央0.5mm区域形态由凹面向凸面转变的瞬间，包括时间、速度和长度。第二次压平时间是指角膜由初始状态至第二次压平经过的时间。第二次压平速度（Velocity in）是指第二次压平时，角膜顶点反弹的速度，方向为负值。第二次压平长度是指第二次压平时，角膜前表面压平部分的长度。
眼轴长度、角膜曲率：对角膜生物力学参数有无影响？
汤欣教授介绍，我院的第一项研究是应用可视化角膜生物力学分析仪，Corvis ST测量不同眼轴长度和角膜曲率的老年人角膜生物力学参数，分析探究其生物力学特性。研究收集拟接受白内障手术术前人群，共220人（426只眼睛），平均年龄为69.97±5.81岁（60-80岁）。依据不同性别分组，眼轴长度（AL）在22～24mm，角膜k值在42～44D之间：男性44眼，女性49眼，依据不同眼轴长、不同角膜曲率分组，观察不同眼轴长组间的生物力学是否有变化，同时进行正常眼轴长的不同角膜曲率组建的生物力学对比分析。结果显示，不同性别的组间角膜生物力学没有明显改变。
我们对不同角膜轴长进行分组（角膜k值42～44D）：第一组为22～24mm，平均数22.92，标准差0.53，共53例；第二组为24～26mm，平均数24.64，标准差0.52，共54例；第三组>26mm，平均数28.64，标准差1.76，共54例。同时在不同角膜曲率分组中发现，角膜曲率越大，角膜越陡峭，需要更大的力量来压平。角膜达第一次压平时，在同一气压脉冲的作用下，第一压平长度越小。第二压平状态中，此过程的作用力主要包括角膜黏弹性、眼内压和逐渐减小消失的气流。角膜曲率越大，可能会导致角膜本身的黏弹性降低，角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小，导致第二压平长度越小。
不同眼轴长的组间分析结果显示，随着眼轴的变长，角膜变陡峭，角膜曲率增大，角膜本身的黏弹性降低，角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小，导致第二压平长度越小。眼轴长度增加到一定长度时，眼球整体扩张而角膜厚度也会随之变薄。角膜的厚度增加角膜的硬度，相应的具有抗变形和快速修复的功能。眼轴越长，角膜厚度明显变薄，导致角膜在气压脉冲的作用下发生形变过程中角膜抗压强度小，相应的最大壓陷幅度变大。用生物力学测量的眼压，是修正了角膜厚度和硬度的因素得到的，因此更为准确。随着眼轴长度的增加，眼内压有逐渐增高的趋势，且眼轴长度大于26mm，眼压增高的幅度最大，与本研究中眼压随眼轴长度的变化趋势一致。眼内外受压后的变化速度与角膜的黏弹性有关；眼轴长的角膜厚度薄，抗压能力也就变弱，在同一压强的条件下，抵抗力弱的角膜达第一压平状态所用的时间也就越长。
高度近视的白内障患者手术切口要精细
第二项研究是应用Corvis ST测量仪观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化。Valbon等研究发现超声乳化术（PHACO）会引起角膜厚度增加及角膜生物力学性质减弱，从而导致角膜生物力学特性发生改变。随眼轴的过度增长及高度近视的发展，角膜的微观结构会随其发生变化，引起角膜损害，从而导致角膜生物力学特性发生改变。
轴性高度近视角膜和正常人角膜在进行Phaco手术前后，角膜生物力学参数的变化是否一致？我们设置了实验组与对照组两组。年龄54.85±4.78 vs.56.41±5.29，性别（男/女）18/16 vs.15/19，眼轴29.04±1.72mm vs.23.04±0.37mm，角膜曲率45.34±1.31 vs.44.48±1.42。晶状体核硬度Ⅱ级核16例，Ⅲ级核18例，Ⅱ级核15例，Ⅲ级核19例。研究结果显示，术后1周变化值与眼轴长度有正相关关系。
随着眼轴变长而眼球扩张胡使角膜变薄。角膜的生物力学特性大部分由基质层体现，组成基质层的胶原纤维的结构及成分决定了角膜的弹性性能，超声乳化术（PHACO）术后基质层角膜细胞密度明显增加。术后1周角膜不同程度的水肿及角膜基质层细胞的增加，使角膜抗压强度增强，在同一气压脉冲的作用下使最大压陷深度减小，由于角膜厚度增加，最大压陷深度减小从而导致峰距增大。正常眼轴组术后中央角膜厚度呈先增厚后逐渐恢复，主要是由于术后暂时性、可逆性的角膜水肿引起，角膜生物力学的相关参数也随角膜水肿的消退而恢复到术前水平。随着高度近视眼轴长度的增加，后部巩膜出现葡萄肿而变薄，通过力的传导作用，对角膜产生向周围的牵拉作用，使角膜的基质层发生细微的生物学变化，角膜的生物力学也会随之发生一定的改变。长眼轴组生物力学参数在术后一周的变化量要比正常组大，且长眼轴组术后1月与术前相比变化量要比正常眼轴大，且结合手术各个时间点的变化趋势图可以看出，长眼轴组术后角膜生物力学更易发生变化且恢复速度较正常组慢。
在相关性分析中发现高度近视组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴存在正相关性，而正常人组与眼轴均无相关性，从另一方面证明了角膜生物力学及眼压会受到眼轴的影响。本研究的结果提示我们，对于高度近视的白内障患者，在进行手术中，手术切口的设计和制作要更加精细，隧道的长度应适当延长，尽力避免外切口边缘的豁口。此外，由于手术后恢复的时间延长，手术后验光配镜的时间应适当延长。
飞秒激光与超声乳化术，术后角膜生物力学有何变化？
第三项研究是应用Corvis ST测量仪，比较飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。飞秒激光技术在临床上应用越来越多，但在白内障手术的辅助作用也存在争议，目前比较认可的是飞秒激光撕囊更精确。对手术技术好的眼科医师而言，飞秒激光的性价比有限，但在精准方面有一定的优势。飞秒激光对每个患者角膜切口的结构能实现一致性，撕囊口更居中，直径大小完全一致，更加精准。对于普通硬度的白内障晶状体核，飞秒激光术后预后好，但对于更硬的晶状体核，飞秒激光术后角膜水肿的情况反而会加重。白内障晶状体核硬度越大，需要采用的超声能量越大、时间越长，对角膜组织内皮细胞的影响越大，角膜水肿越明显。这也提示我们，要根据实际情况进行先进设备的临床应用。发达国家的白内障患者应用飞秒激光效果很好，因为晶体核硬度普遍不高，碎核容易；我国白内障患者晶状体核往往硬度很大，飞秒激光碎核的效果就不太理想。 传统超声乳化白内障手术的对象和方法是，应用前房穿刺刀在11点方向作一透明角膜缘隧道切口，大小约3.0mm，辅助切口位于角膜缘2点方位。飞秒激光白内障手术应用LenSx飞秒激光系统进行环形截囊、晶状体核裂解、透明角膜隧道切口的制作，在11点方向做角膜缘隧道切口，参数大小均设为3.0mm，辅助切口均位于透明角膜缘2点方位。
超声乳化术（PHACO）组术后1周第一次压平长度变大，第二次压平长度变小，术后1个月恢复至术前水平。飞秒激光超声乳化手术（FLACS）组第一次压平长度、第二次压平长度术后1周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组第一次压平长度比FLACS组大、第二次压平长度比FLACS组小，两组术后1个月均恢复至术前水平，无统计学差异。
PHACO组术后一周峰距、最大形變幅度变大，术后1个月恢复至术前水平。FLACS组峰距、最大形变幅度术后一周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组峰距、最大形变幅度距比FLACS组大，两组术后1个月均恢复至术前水平，无统计学差异。
PHACO组术后1周的角膜生物力学还是有一定的变化。手术切口的构型不确定，第一次压平长度变大、第二次压平长度变小、峰距变大、最大形变幅度变大，但到术后1个月，随着术后伤口的愈合，角膜生物力学参数就恢复到术前水平。超声能量使用过大，导致角膜水肿，术后1周角膜中央厚度（CCT）变厚，眼内压（IOP）升高。术后1个月，随着术后伤口的愈合，角膜生物力学参数恢复到术前水平。
角膜是一种非常复杂的各向异性（anisotropic）组织。中央角膜的强度取决于层间蛋白多糖结合，角膜基质板层间的黏合力和胶原纤维交联作用在前部及周边的角膜基质层分布较大，可以向下方板层传递向心的作用力，从而提高角膜的抗张力与韧性。角膜生物力学描述角膜组织对施加到它们的力的反应，包括外部施加的力和角膜固有性质之间的相互作用。
角膜的基质层约占角膜总厚度的90%，包含了约200～250个胶原纤维板层，相邻的纤维板层之间有相互交联的胶原纤维束，为角膜板层间剪切阻力，以及板层间张力负荷的传递，提供了重要的结构基础。而且前部的角膜基质板层排列比后部更加致密，具有更多的倾斜分支和交联。因此前部的角膜基质层较后部基质层承担着更大的生物力学作用。此外，周边部角膜的基质也比中央区具有更强的延展性，即更强的的韧性与张力。
汤欣教授介绍，最近我们还在开展阶梯状隧道切口（微切口）和普通切口的临床分析研究。初步发现1.8mm的微切口组和2.8mm的普通切口组两组间无明显差异。提示我们，在手术中一味追求微切口，以至于对不同硬度的晶状体核都采用微切口是不可取的。用微小的切口去处理更硬的晶状体核，使用的超声能量会越大，时间会越长，因此在临床中应根据具体情况应用不同的切口方法。比如，对于Ⅴ级（极硬核），传统的小切口白内障囊外摘除术（ECCE）能给予非常好的处理，术后第一天角膜非常透亮，而用超声乳化或飞秒激光可能角膜水肿严重。在手术切口制作方面的临床研究结果显示，阶梯状隧道切口好于单面隧道切口，隧道切口不能过短，切口两侧不能有豁口，隧道上层不能过薄，外切口位置不要位于角巩膜处，避免球结膜水肿，影响手术操作。
他最后强调，随着医疗检查诊断技术的发展，眼生物力学性能的重要性被逐渐认识，角膜生物力学性能测量，在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面都具有非常重要的意义，需要引起临床研究者更多的关注。
院长小传
汤欣，天津市眼科医院院长兼天津市眼科研究所所长，享受国务院特殊津贴专家。天津医科大学、南开大学博士生导师。从事眼科白内障、青光眼及视光学的应用与临床研究。 中华医学会专家会员、中华医学会眼科学分会委员兼副秘书长、中国医师协会眼科医师分会常委兼会长助理、中华医学会眼科学分会白内障学组副组长、全国防盲技术指导组副组长。中国残疾人联合会理事、美国东南大学眼视光学院客座教授，香港理工大学客座教授，《中华眼科杂志》副主编。 先后荣获亚太地区“防盲杰出贡献奖”以及“认证教育家”奖、天津市劳动模范、天津市五一劳动奖章、中华医学会“人文医学荣誉奖”等荣誉。
——天津市眼科医院院长汤欣
过去几年中，对角膜组织的生物力学特性及其对角膜疾病影响的研究越来越多，成为预防和评价相关眼科疾病关注的话题。
在精准医学·创新学术论坛暨2017济南协和眼科中心高峰论坛上，中华医学会眼科学分会常务委员、天津市眼科医院院长汤欣教授从临床思考的问题出发，深入阐述了白内障手术中角膜生物力学特性。汤欣教授从4个方面揭示了角膜生物力学性能测量在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面的重要意义——应用可视化角膜生物力学分析仪（Corvis ST）测量老年人角膜生物力学参数，分析了角膜生物力学特性；观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化；同时分析了不同手术切口方式的生物力学改变；并比较了飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。
汤欣教授首先介绍了力学的基本概念。他指出，力的效应是指在人体内广泛存在力对介质、组织和器官的运动效应。生物体内应力应变与细胞生长的关系就是应力与生长关系的理论。应力作用于单位面积上的表面力。在力学中按受力后是否形变分为刚体和变形体，角膜属于变形体。
生物力学研究对角膜有何意义？
生物力学是指应用物理力学的方法和理论来研究生物和人体在宏观和微观水平上的力学性质和行为。它是分析发生在生命活动过程中的各种力学现象和过程，也是了解生物和人体一部分及相对于另一部分，以及整个机体在空间和时间上发生位移和运动的力学规律。
角膜与青光眼、屈光密切相关。与生物力学相关的角膜组织结构特点有：角膜从前到后分为上皮细胞层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层5层。角膜组织是人体典型的粘弹性组织，其5层结构有其不同的与组织结构相关的生物力学特点。白内障的摘除手术，主要经历三个阶段，首先是撕囊，在晶体前囊膜开一个圆形的口子；然后进行超声乳化，将白内障的晶体核震荡成小碎块吸出来；最后，植入人工晶体。以前眼科医师对角膜的生物力学特性了解不多，只是看看角膜是否透明，十几年前白内障手术被视为复明手术，如今白内障手术已经归结到屈光手术，需要我们更多地了解影响屈光手术疗效的因素。
角膜整体抗张强度主要来自含有胶原纤维的前弹力层和基质层。了解到这一点，对我们设计手术切口十分重要。前弹力层结构特点如下：8～12μm无细胞透明结缔组织，由直径20～20μm的胶原纤维以非束状且无规则方式排列而成，人眼角膜各层组织结构中其黏附性抗拉强度最大。基质层粘合力：角膜基质层间黏合力最强至最弱的区域依次为周边前部1/3基质、中央前部1/3基质、周边后部2/3基质、中央后部2/3基质、后弹力层。（王雁，赵堪兴，《飞秒激光屈光手术学》，人民卫生出版社，2014，北京）。
手术切口如何设计才是合理的？很多医师为节省时间，行白内障手术是一刀直接插入，但我们始终行三平面透明角膜切口，对黏合度、术后的密闭性和预后更好。阶梯状隧道切口切断板层组织相对更少，对术后角膜切口的张力强度更有益。手术切口设计优劣的衡量标准主要有两条：一是减少术后角膜源性散光，二是避免术后可能造成的切口严重感染。
弹性（Elasticity）是指材料变形后恢复原有形状的能力。弹性模量为描述角膜弹性材料特性指标之一，弹性模量=应力/应变，弹性模量值越高，代表材料越硬。人角膜应力-应变关系呈现非线性的特点。黏性（Viscosity）是指流体受到剪切力或拉伸应力时抵抗形变的能力。黏性是流体的固有属性，描述流体黏性大小的物理量为黏度，也称粘滞系数。黏弹性（Viscoelasticity）：材料在变形过程中同时表现出弹性和黏性，产生蠕变，应力松弛和滞后。各向异性（Anisotiopy）是指材料特性在各方向上不具有一致性。角膜不同部位胶原纤维交联不同角膜，中央板层之间的黏合力明显小于周边部，下方层间黏合力小于上方、鼻侧及颞侧周边。
以往对角膜的注意点如下：角膜的非对称Q值：非球面IOL，手术导航系统/角膜后面表面的散光：Toric IOL。角膜切口的构型，密闭性和生物力学性能。角膜作为人体最重要的软组织之一，对其特性的完整描述除了角膜厚度、曲率等形态学指标，还应包括角膜在受力时表现出的生物力学特性。角膜生物力学特征颇为复杂，且不是固定不变的。临床眼科中角膜的微观结构发生变化，角膜生物力学属性也会随之发生变化，且随年龄增长呈现下降趋势。
角膜生物力学性能的测量主要包括离体测量和活体测量两类，前者包括角膜轴向拉伸法、角膜膨胀法、离体全眼球膨胀测量法等，不能真正反映活体角膜生物力学特性，临床医师很少使用。后者可包括激光共焦显微镜、超声弹性显微镜、眼反应分析仪（ORA）、可视化角膜生物力学分析仪等进行测量。
Corvis ST是一种新型的活体角膜生物力学性能的仪器，可以客观地显示这一过程。全球第一台可视化角膜生物力学测量仪，可快速、非接触、自动化采集。其原理是通过超高速Scheimpflug拍摄技术，以每秒4330帧，空气脉冲后在31毫秒内可捕获140幅图像，拍摄范围为水平方向8mm。初始状态（Original state）是角膜未接触气压脉冲。中央角膜厚度（CCT）即角膜顶点处角膜前后表面垂直距离。第一次压平包括时间、速度和长度。第一次压平时间（First applanation time）是指角膜由初始状态至第一次压平经过的时间；第一次压平速度（Velocity in）是指第一次压平时，角膜顶点压陷的速度，方向为正值。最大压陷是指角膜顶点处于最大变形幅度时。最大压陷时间指的是角膜由初始状态至最大压陷经过的时间。反向曲率半径是指最大压陷时，角膜前表面曲率半径。峰距是指最大压陷时，角膜非变形部分最高点之间的距离。变形幅度是指角膜由初始状态至最大压陷，角膜顶点产生的垂直距离。 第二次压平（applanation2）是指角膜中央0.5mm区域形态由凹面向凸面转变的瞬间，包括时间、速度和长度。第二次压平时间是指角膜由初始状态至第二次压平经过的时间。第二次压平速度（Velocity in）是指第二次压平时，角膜顶点反弹的速度，方向为负值。第二次压平长度是指第二次压平时，角膜前表面压平部分的长度。
眼轴长度、角膜曲率：对角膜生物力学参数有无影响？
汤欣教授介绍，我院的第一项研究是应用可视化角膜生物力学分析仪，Corvis ST测量不同眼轴长度和角膜曲率的老年人角膜生物力学参数，分析探究其生物力学特性。研究收集拟接受白内障手术术前人群，共220人（426只眼睛），平均年龄为69.97±5.81岁（60-80岁）。依据不同性别分组，眼轴长度（AL）在22～24mm，角膜k值在42～44D之间：男性44眼，女性49眼，依据不同眼轴长、不同角膜曲率分组，观察不同眼轴长组间的生物力学是否有变化，同时进行正常眼轴长的不同角膜曲率组建的生物力学对比分析。结果显示，不同性别的组间角膜生物力学没有明显改变。
我们对不同角膜轴长进行分组（角膜k值42～44D）：第一组为22～24mm，平均数22.92，标准差0.53，共53例；第二组为24～26mm，平均数24.64，标准差0.52，共54例；第三组>26mm，平均数28.64，标准差1.76，共54例。同时在不同角膜曲率分组中发现，角膜曲率越大，角膜越陡峭，需要更大的力量来压平。角膜达第一次压平时，在同一气压脉冲的作用下，第一压平长度越小。第二压平状态中，此过程的作用力主要包括角膜黏弹性、眼内压和逐渐减小消失的气流。角膜曲率越大，可能会导致角膜本身的黏弹性降低，角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小，导致第二压平长度越小。
不同眼轴长的组间分析结果显示，随着眼轴的变长，角膜变陡峭，角膜曲率增大，角膜本身的黏弹性降低，角膜在返回原始状态时所受的回弹力相对小，导致第二压平长度越小。眼轴长度增加到一定长度时，眼球整体扩张而角膜厚度也会随之变薄。角膜的厚度增加角膜的硬度，相应的具有抗变形和快速修复的功能。眼轴越长，角膜厚度明显变薄，导致角膜在气压脉冲的作用下发生形变过程中角膜抗压强度小，相应的最大壓陷幅度变大。用生物力学测量的眼压，是修正了角膜厚度和硬度的因素得到的，因此更为准确。随着眼轴长度的增加，眼内压有逐渐增高的趋势，且眼轴长度大于26mm，眼压增高的幅度最大，与本研究中眼压随眼轴长度的变化趋势一致。眼内外受压后的变化速度与角膜的黏弹性有关；眼轴长的角膜厚度薄，抗压能力也就变弱，在同一压强的条件下，抵抗力弱的角膜达第一压平状态所用的时间也就越长。
高度近视的白内障患者手术切口要精细
第二项研究是应用Corvis ST测量仪观察白内障超声乳化术后轴性高度近视患者角膜生物力学变化。Valbon等研究发现超声乳化术（PHACO）会引起角膜厚度增加及角膜生物力学性质减弱，从而导致角膜生物力学特性发生改变。随眼轴的过度增长及高度近视的发展，角膜的微观结构会随其发生变化，引起角膜损害，从而导致角膜生物力学特性发生改变。
轴性高度近视角膜和正常人角膜在进行Phaco手术前后，角膜生物力学参数的变化是否一致？我们设置了实验组与对照组两组。年龄54.85±4.78 vs.56.41±5.29，性别（男/女）18/16 vs.15/19，眼轴29.04±1.72mm vs.23.04±0.37mm，角膜曲率45.34±1.31 vs.44.48±1.42。晶状体核硬度Ⅱ级核16例，Ⅲ级核18例，Ⅱ级核15例，Ⅲ级核19例。研究结果显示，术后1周变化值与眼轴长度有正相关关系。
随着眼轴变长而眼球扩张胡使角膜变薄。角膜的生物力学特性大部分由基质层体现，组成基质层的胶原纤维的结构及成分决定了角膜的弹性性能，超声乳化术（PHACO）术后基质层角膜细胞密度明显增加。术后1周角膜不同程度的水肿及角膜基质层细胞的增加，使角膜抗压强度增强，在同一气压脉冲的作用下使最大压陷深度减小，由于角膜厚度增加，最大压陷深度减小从而导致峰距增大。正常眼轴组术后中央角膜厚度呈先增厚后逐渐恢复，主要是由于术后暂时性、可逆性的角膜水肿引起，角膜生物力学的相关参数也随角膜水肿的消退而恢复到术前水平。随着高度近视眼轴长度的增加，后部巩膜出现葡萄肿而变薄，通过力的传导作用，对角膜产生向周围的牵拉作用，使角膜的基质层发生细微的生物学变化，角膜的生物力学也会随之发生一定的改变。长眼轴组生物力学参数在术后一周的变化量要比正常组大，且长眼轴组术后1月与术前相比变化量要比正常眼轴大，且结合手术各个时间点的变化趋势图可以看出，长眼轴组术后角膜生物力学更易发生变化且恢复速度较正常组慢。
在相关性分析中发现高度近视组术后1周中央角膜厚度的变化量、矫正眼压的变化量、最大形变幅度的变化量与眼轴存在正相关性，而正常人组与眼轴均无相关性，从另一方面证明了角膜生物力学及眼压会受到眼轴的影响。本研究的结果提示我们，对于高度近视的白内障患者，在进行手术中，手术切口的设计和制作要更加精细，隧道的长度应适当延长，尽力避免外切口边缘的豁口。此外，由于手术后恢复的时间延长，手术后验光配镜的时间应适当延长。
飞秒激光与超声乳化术，术后角膜生物力学有何变化？
第三项研究是应用Corvis ST测量仪，比较飞秒激光辅助的白内障手术与超声乳化手术术后角膜生物力学变化。飞秒激光技术在临床上应用越来越多，但在白内障手术的辅助作用也存在争议，目前比较认可的是飞秒激光撕囊更精确。对手术技术好的眼科医师而言，飞秒激光的性价比有限，但在精准方面有一定的优势。飞秒激光对每个患者角膜切口的结构能实现一致性，撕囊口更居中，直径大小完全一致，更加精准。对于普通硬度的白内障晶状体核，飞秒激光术后预后好，但对于更硬的晶状体核，飞秒激光术后角膜水肿的情况反而会加重。白内障晶状体核硬度越大，需要采用的超声能量越大、时间越长，对角膜组织内皮细胞的影响越大，角膜水肿越明显。这也提示我们，要根据实际情况进行先进设备的临床应用。发达国家的白内障患者应用飞秒激光效果很好，因为晶体核硬度普遍不高，碎核容易；我国白内障患者晶状体核往往硬度很大，飞秒激光碎核的效果就不太理想。 传统超声乳化白内障手术的对象和方法是，应用前房穿刺刀在11点方向作一透明角膜缘隧道切口，大小约3.0mm，辅助切口位于角膜缘2点方位。飞秒激光白内障手术应用LenSx飞秒激光系统进行环形截囊、晶状体核裂解、透明角膜隧道切口的制作，在11点方向做角膜缘隧道切口，参数大小均设为3.0mm，辅助切口均位于透明角膜缘2点方位。
超声乳化术（PHACO）组术后1周第一次压平长度变大，第二次压平长度变小，术后1个月恢复至术前水平。飞秒激光超声乳化手术（FLACS）组第一次压平长度、第二次压平长度术后1周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组第一次压平长度比FLACS组大、第二次压平长度比FLACS组小，两组术后1个月均恢复至术前水平，无统计学差异。
PHACO组术后一周峰距、最大形變幅度变大，术后1个月恢复至术前水平。FLACS组峰距、最大形变幅度术后一周、术后1个月较术前无明显变化。术后1周PHACO组峰距、最大形变幅度距比FLACS组大，两组术后1个月均恢复至术前水平，无统计学差异。
PHACO组术后1周的角膜生物力学还是有一定的变化。手术切口的构型不确定，第一次压平长度变大、第二次压平长度变小、峰距变大、最大形变幅度变大，但到术后1个月，随着术后伤口的愈合，角膜生物力学参数就恢复到术前水平。超声能量使用过大，导致角膜水肿，术后1周角膜中央厚度（CCT）变厚，眼内压（IOP）升高。术后1个月，随着术后伤口的愈合，角膜生物力学参数恢复到术前水平。
角膜是一种非常复杂的各向异性（anisotropic）组织。中央角膜的强度取决于层间蛋白多糖结合，角膜基质板层间的黏合力和胶原纤维交联作用在前部及周边的角膜基质层分布较大，可以向下方板层传递向心的作用力，从而提高角膜的抗张力与韧性。角膜生物力学描述角膜组织对施加到它们的力的反应，包括外部施加的力和角膜固有性质之间的相互作用。
角膜的基质层约占角膜总厚度的90%，包含了约200～250个胶原纤维板层，相邻的纤维板层之间有相互交联的胶原纤维束，为角膜板层间剪切阻力，以及板层间张力负荷的传递，提供了重要的结构基础。而且前部的角膜基质板层排列比后部更加致密，具有更多的倾斜分支和交联。因此前部的角膜基质层较后部基质层承担着更大的生物力学作用。此外，周边部角膜的基质也比中央区具有更强的延展性，即更强的的韧性与张力。
汤欣教授介绍，最近我们还在开展阶梯状隧道切口（微切口）和普通切口的临床分析研究。初步发现1.8mm的微切口组和2.8mm的普通切口组两组间无明显差异。提示我们，在手术中一味追求微切口，以至于对不同硬度的晶状体核都采用微切口是不可取的。用微小的切口去处理更硬的晶状体核，使用的超声能量会越大，时间会越长，因此在临床中应根据具体情况应用不同的切口方法。比如，对于Ⅴ级（极硬核），传统的小切口白内障囊外摘除术（ECCE）能给予非常好的处理，术后第一天角膜非常透亮，而用超声乳化或飞秒激光可能角膜水肿严重。在手术切口制作方面的临床研究结果显示，阶梯状隧道切口好于单面隧道切口，隧道切口不能过短，切口两侧不能有豁口，隧道上层不能过薄，外切口位置不要位于角巩膜处，避免球结膜水肿，影响手术操作。
他最后强调，随着医疗检查诊断技术的发展，眼生物力学性能的重要性被逐渐认识，角膜生物力学性能测量，在角膜疾病诊断、角膜屈光手术效果预测及眼内压测量等方面都具有非常重要的意义，需要引起临床研究者更多的关注。
院长小传
汤欣，天津市眼科医院院长兼天津市眼科研究所所长，享受国务院特殊津贴专家。天津医科大学、南开大学博士生导师。从事眼科白内障、青光眼及视光学的应用与临床研究。 中华医学会专家会员、中华医学会眼科学分会委员兼副秘书长、中国医师协会眼科医师分会常委兼会长助理、中华医学会眼科学分会白内障学组副组长、全国防盲技术指导组副组长。中国残疾人联合会理事、美国东南大学眼视光学院客座教授，香港理工大学客座教授，《中华眼科杂志》副主编。 先后荣获亚太地区“防盲杰出贡献奖”以及“认证教育家”奖、天津市劳动模范、天津市五一劳动奖章、中华医学会“人文医学荣誉奖”等荣誉。