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角膜与外眼

角膜内环植入术（ICRS）与角膜生物力学

一目了然的要点

Section titled “一目了然的要点”

1. 什么是角膜内环段（ICRS）？

Section titled “1. 什么是角膜内环段（ICRS）？”

角膜内环段（ICRS）于1987年作为矫正近视的合成角膜内植入物引入。放置在中央光学区外侧，角膜基质约2/3深度处。

ICRS在角膜板层之间起间隔作用。它们按装置厚度比例缩短中央角膜的弧长（弧缩短效应）。结果，角膜前表面中央变平，环插入处邻近的周边区域向前推。

根据Barraquer定律，在角膜周边添加组织会使中央变平。ICRS利用这一原理。装置越厚、直径越小，获得的屈光矫正效果越大。

最初用于近视矫正，但由于矫正范围有限和诱发散光等问题，目前被定位为圆锥角膜和LASIK术后扩张等角膜扩张性疾病的治疗性干预。

Q ICRS能根治圆锥角膜吗？
A

ICRS不是根治圆锥角膜的治疗方法。它是一种旨在减少不规则散光、改善视力的外科替代手段，从而至少延缓角膜移植的需求。联合角膜交联术（CXL）可增加阻止进展的效果。

2. 主要症状和临床所见

Section titled “2. 主要症状和临床所见”
ICRS角膜生物力学效应图像
ICRS角膜生物力学效应图像
Roberto Albertazzi, Carlos Rocha-de-Lossada, Roger Zaldivar A new technique to implant intracorneal ring-segments from the perilimbal region: one-year prospective pilot study report 2024 Jul 16 BMC Ophthalmol. 2024 Jul 16; 24:288 Figure 4. PMCID: PMC11251366. License: CC BY.
裂隙灯断面图像显示角膜基质内插入两个弧形ICRS。可观察到环周围的基质结构、插入深度和术后角膜形态。

自觉症状

Section titled “自觉症状”

ICRS适应症疾病——角膜扩张症呈现以下症状。主诉为进行性不规则散光导致的视力下降。眼镜或软性隐形眼镜往往无法提供充分矫正。

临床所见

Section titled “临床所见”

圆锥角膜表现为角膜中央至旁中央区域的突出和变薄。角膜地形图显示陡峭化模式1)。角膜生物力学变化先于形态变化发生1)。

ICRS植入后的地形图显示角膜整体变平、角膜顶点向中央移动、角膜非球面性维持以及表面不规则性减少。

3. 原因与风险因素

Section titled “3. 原因与风险因素”

ICRS适应症疾病角膜扩张症的病因是多因素的。

角膜胶原蛋白降解是变薄的本质1)。观察到基质金属蛋白酶（MMP）增加和TIMP降低1)。泪液中IL-6、TNF-α和黏膜类天疱疮-9的增加诱导角膜细胞凋亡1)。

揉眼是圆锥角膜的主要风险因素1)。已知与特应性疾病（花粉症、哮喘、湿疹、春季角结膜炎）相关1)。

LASIK术后扩张症可能发生在对未识别的亚临床圆锥角膜进行激光屈光手术时1)。涉及残留基质床变薄和角膜结构脆弱化。

4. 诊断与检查方法

Section titled “4. 诊断与检查方法”

诊断角膜扩张症推荐联合使用角膜断层扫描（Scheimpflug成像或OCT）和角膜生物力学评估2)。

指标特征
TBI（断层扫描生物力学指数）形态与生物力学的综合指标。诊断性能高2)
CBI（Corvis Biomechanical Index）空气喷射引起的角膜变形反应指标2)
CRF（角膜阻力系数）反映角膜整体刚度2)

单一指标可能导致假阴性，因此建议结合角膜断层扫描和生物力学评估进行综合筛查2)。圆锥角膜的生物力学变化先于形态变化，因此有助于早期发现1)。

5. 标准治疗方法

Section titled “5. 标准治疗方法”

ICRS产品类型

Section titled “ICRS产品类型”

Intacs

形状：六边形截面，外径8.0mm，内径6.8mm。

厚度：0.21～0.45mm（以0.05mm递增），调节屈光效果。

Intacs SK：新型，内径6mm，椭圆形截面。适用于陡峭K值≥57D的重症病例。

批准：唯一获得美国FDA批准的ICRS产品。

Ferrara / KeraRings

截面：三角形（棱镜效应减轻畏光）。

光学区：4.5～6.0mm，比Intacs小，因此平坦化效果更强。

弧长：有90°至355°的多种选择。

适应症：主要用于圆锥角膜的屈光矫正。

手术技术

Section titled “手术技术”

通道制作方法包括机械分离法和飞秒激光法1)。植入深度通常为角膜厚度的70%~80%。飞秒激光可根据厚度测量图以精确的深度和直径制作通道1)。

手术效果

Section titled “手术效果”

ICRS植入后平均角膜曲率变化范围为2.14~9.60 D。已有报告显示球镜度数、散光度数和等效球镜值减少。对于中度圆锥角膜（低于58.0 D）最为有效1)。但散光变化可能难以预测1)。

并发症

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并发症备注
感染两种方式均有报告
术中穿孔机械法：前房穿孔。激光法：通道不完全
节段脱出或移位尤其可能发生于浅层植入
角膜瘢痕/溶解罕见但影响视力
层间沉积物发生率高达74%。由脂质和角膜细胞组成，对视功能影响较小1)

与CXL（角膜交联）联合使用

Section titled “与CXL（角膜交联）联合使用”

单独使用ICRS可能无法阻止圆锥角膜的进展。与CXL联合使用已被证明对阻止进展和改善视功能均有效1)。

ICRS+CXL同时进行在球面屈光误差和陡峭K值方面优于先CXL或先ICRS的方法1)。Chan等人的报告显示，Intacs+CXL联合比单独Intacs更能有效改善圆锥角膜3)。

同种异体角膜内环段（CAIRS）是2017年首次报道的替代方法，从供体角膜组织中获取环段1)。与CXL联合的长期结果有待观察。

Q ICRS与CXL联合有哪些优点？
A

ICRS改善角膜形态和视力，但单独使用可能无法阻止圆锥角膜进展。CXL通过胶原交联增加角膜硬度，产生阻止进展的效果。两者联合可获得形态改善和进展阻止的协同效应。有报告显示同时进行效果最佳。

6. 病理生理学与详细发病机制

Section titled “6. 病理生理学与详细发病机制”

角膜的弹性模量是量化其在受力时弹性变形倾向的指标。在圆锥角膜中，由于基质的病理变化，弹性模量降低。

弹性模量的降低源于胶原纤维的降解和变性2)。这启动了生物力学失效循环。应力水平升高并重新分布，导致角膜变陡和变薄2)。在变薄部位，局部应力进一步增加，形成恶性循环，加剧突出。

ICRS通过以下机制干预这一恶性循环。

作为间隔物放置在角膜板层之间的ICRS可缩短弧长。中央角膜变平，曲率重新分布，同时也导致应力重新分布。在某些病例中，可阻断圆锥角膜的进展循环。

ICRS的效果与角膜基质胶原骨架的结构特性密切相关。基质占角膜厚度的90%，其机械特性决定了整个角膜的生物力学特性。

Q ICRS对角膜生物力学的影响是永久性的吗？
A

ICRS本身的效果在植入物存在于角膜内期间持续存在。然而，中远期可能观察到球面矫正的回退，仅靠ICRS可能无法完全阻止圆锥角膜的进展。出现并发症时可取出环，取出后角膜大致恢复原状。

7. 最新研究与未来展望

Section titled “7. 最新研究与未来展望”

角膜生物力学评估的进步备受关注。TBI和CBI等新指标补充了传统形态学指标，提高了早期圆锥角膜的检测准确性2)。据报道，生物力学指标与角膜断层扫描的综合评估使屈光手术的预测准确性提高了25%以上2)。

关于CXL与ICRS联合应用的荟萃分析（包括6项12个月随访的研究）显示，同时手术在球面屈光误差和flat-K方面优于先CXL，在steep-K方面优于先CXL和先ICRS。1)

CAIRS是一种使用同种角膜组织的新方法，与合成植入物相比，在生物相容性方面具有优势1)。包括与CXL联合应用的长期结果有待报道。

也有报道称，角膜刚度低的患者在进行KLEx（角膜透镜提取）后残余屈光误差的风险高出2-3倍2)，术前生物力学评估的重要性日益增加。

8. 参考文献

Section titled “8. 参考文献”
  1. American Academy of Ophthalmology Cornea/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024.
  2. Xia L, Zhang J, Li M, et al. Evidence-based guidelines for keratorefractive lenticular extraction surgery. Ophthalmology. 2024.
  3. Chan E, Snibson GR. Current status of corneal collagen cross-linking for keratoconus: a review. Open Ophthalmol J. 2018;12:181-213.

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