现代白内障手术中，超声乳化过程仍然是最具风险的环节，狭小的空间内超声能量、核块、灌注等多种因素在短时间、小空间内迅速的交织，加之能量的瞬息变化，使得这一环节充满“电光火石”之感。尤其是在超声乳化探头“吃掉”核块而解除堵塞的瞬间，仪器内高负压剧烈抽吸前房内液体，前房体积迅速减小，即为堵塞解除后的前房浪涌[1]。由于浪涌发生在毫秒级时间范围内，相比于人类能够反应的时间，浪涌的发生太过迅速以至很难进行及时的干预。房水体积的突然减少可损伤角膜、虹膜、后被膜或悬韧带[2]。极端情况下，前房甚至可能完全塌陷而造成难以挽回的并发症。如何维持这一“高危”环节的稳定性成为超声乳化仪器和手术医师的共同考验。从超声乳化仪的角度，控制前房浪涌依然是极大的挑战，也是不断革新换代追求的目标。
此前的研究表明，浪涌的影响因素主要为堵塞解除瞬间的管道负压，及预先设置的目标眼压，其次还有管道顺应性，液流阻力等[3]等。术者可以控制的是设定负压、目标眼压（或灌注瓶高），但是超乳系统管道顺应性和机器的性能则由其本身的液流管理系统和超乳系统所共同决定。
Aravena等[3]研究并比较了不同超乳系统在应对前房浪涌时的表现。
研究选择的四款超乳系统分别为：
1.Centurion主控液流系统（爱尔康）
2.Whitestar Signature超乳系统 (眼力健)
3.Stellaris PC超乳玻切系统(博士伦)
4.Enhancing Visual Acuity (EVA) 超乳系统 (D.O.R.C.）
研究结果表明，在纳入的4个超乳平台中，Centurion 主控液流系统控制全堵解除瞬间产生的浪涌表现较好，可以最小化其对眼内的影响，在有晶体眼、200mmHg负压下，前房体积变化仅为7%-27%。
图1.四种超乳系统在浪涌时的前房容积变化，各负压值下，Centurion对浪涌的控制均更佳。
近期，Thorne等[4]则使用类似的方法对同一超乳平台的三代产品进行了比较，以量化评价产品在控制前房浪涌上的表现。
该研究将通过测试产生浪涌时前房液流的容积变化，来评估爱尔康开发推出的3款超乳设备维持前房稳定性的性能。三款超乳设备也是不断迭代更新的产品，分别为：
第一代：Infiniti超乳系统，第二代：Centurion主控液流系统及第三代配备了主控液流传感手柄的Centurion 主控液流系统（表1）
表1. 三代超乳系统配置
设备构建及参数测量
采用弹簧眼模型建立人眼前房模型[5]，每次实验开始前进行校准，以确保其顺应行为能够准确地模拟普通人眼的顺应状态。弹簧眼模型内的体积变化则通过激光传感器（LT-9030M， Keyence Corp.）活塞位移函数进行测量。使用定制的压力传感器组件（型号26PCCFG6G， Honeywell Corp.）和可编程应变片放大器（型号1169-01-50-200-A， Raetech Corp.）测量目标眼压和负吸时的压力，压力和体积的变化以电压形式进行记录。超乳手柄尖端均配备与之匹配的袖套，以保证在测试时人工前房的密闭性。（图2）
图2. 实验原件构成图
设置液流量、灌注压和负压值
试验中抽吸流量均保持在30cc/min，当达到真空极限时，泵停止转动，以保证抽吸量不会明显地改变浪涌体积的测量值。
三代超乳设备均分别在目标眼压30mmHg、55mmHg和80mmHg设置值下进行测试，当灌注流速率为0cc/min（即完全闭塞）时产生等效的灌注压力。给定瓶高，压力达到目标眼压以打破阻塞时的真空负压限值为200mmHg、300mmHg、400mmHg、500mmHg和600mmHg。有晶体眼的前房容积设置为0.25 mL（250μL），无晶体眼的前房容积设置为0.465 mL（465μL），每次实验均测量目标眼压（灌注压）和真空负压值。开启液流抽吸后，在振荡示波器读数稳定后，启动挡板，并达到预定的真空负压值。最后，在计时继电器信号的控制下，堵塞解除，并在示波器上捕捉活塞位移并记录（图3）。
图3. 模型在模拟咬合核块全堵塞后解除瞬间浪涌的体积波动。
测试结果
该研究中平均绝对浪涌值均转换为前房容积损失百分比，按照有晶体和无晶体眼分别计算。当目标眼压为30mmHg、闭塞再通时的真空负压达到极限的500、600mmHg时，浪涌值的波动范围明显增大。
统计图也显示，随着堵塞再通负压的增长，前房体积变化也呈现递增趋势，目标眼压越低，前房浪涌也更为明显。三种超乳系统中，第三代配备了主控液流传感手柄的Centurion 主控液流系统在控制浪涌中表现中尤为突出，尤其是在负压高达600mmHg、目标眼压30mmHg时，产生的浪涌几乎仅为初代产品Infinity的1/3。
图4. 在超声乳化系统、真空负压值和目标眼压（灌注压）的共同影响下，测量到有晶体眼（平均0.25mL）在全堵解除时液流容积丢失百分比。纵坐标代表3次实验的平均值。
图5. 在超声乳化系统、真空负压值和目标眼压（灌注压）的共同影响下，测量到无晶体眼（平均0.465mL）在全堵解除时液流容积丢失百分比。纵坐标代表3次实验的平均值。
该实验研究分析了爱尔康研发生产的3代超声乳化系统的全堵塞再通瞬间的前房体积变化。根据图4和图5的柱状图显示的主要结果：
首先，全堵解除瞬间产生的浪涌随真空负压值的升高而增加，因此，降低负压限度是白内障手术医生处理浪涌的主要方法之一；
其次，浪涌随目标眼压的增加而减小，在重力灌注和主动液流体系中均有此表现。与人眼球壁的顺应性改变相关；
再者，随着新一代超声乳化设备应用于临床，浪涌造成的影响已经明显降低：Centurion系统相比于其前一代的Infiniti系统，优化应用了卡式吸入管设计强化管路的稳定性，从Centurion系统过渡到配备了主控液流传感手柄的Centurion 系统则进一步增加了压力传感器，从而及时检测到全堵解除带来的压力变化，控制浪涌导致的不利影响；
研究计算得到初代超乳系统Infiniti的最大浪涌容积变化为154 μL，发生在目标眼压设置为30 mm Hg、真空负压为600mmHg时，相当于有晶状体眼平均容积的62%。
超乳系统进化论：自我突破，助力更安全、更舒适舒适的现代白内障超声乳化手术
根据既往的研究，控制眼压可降低对角膜内皮的损伤[6]。实际临床工作中，高度近视患者在眼压较低时手术更为舒服。配备了主控液流传感手柄的Centurion 主控液流系统在正常有晶体眼状态下，即使目标眼压设置为30mmHg，浪涌容积改变量也能控制在25%以下。使得手术医生可以为患者在相对安全、舒适的状态下实施手术，降低对角膜、视神经的不利影响，同时不必担心浪涌过大失去控制而导致的后囊破裂、前房塌陷等并发症。
一代一代液流控制技术的进步也为手术带来了便利，结合前述Aravena等对四个不同超乳系统的比较的研究结果，Centurion可将浪涌导致的容积变化控制在31%以下，而同类产品可能达到66%。配备了主控液流传感手柄的Centurion 系统，进一步将浪涌容积变化控制到25%以下，无疑又是一次成功的自我突破。
核心观点
新一代超声乳化设备不断推向市场，该研究比较了爱尔康研发的三代超乳技术的进步带来的浪涌控制能力。最新一代的配备了主控液流传感手柄的Centurion 主控液流系统可将浪涌容积改变控制至7%，即使在30mmHg眼压这类“难以控制”的情况下，浪涌容积变化也仅为25%，为在相对低眼压条件下安全完成手术的追求中又添一层安全保障。
参考文献
[1] Nejad M， Injev VP， Miller KM. Laboratory analysis of phacoemulsifier compliance and capacity. J Cataract Refract Surg 2012；38(11)：2019-28.
[2] Sharif-Kashani P， Fanney D， Injev V. Comparison of occlusion break responses and vacuum rise times of phacoemulsification systems. BMC Ophthalmol 2014；14：96.
[3] Aravena C， Dyk DW， Thorne A， et al. Aqueous volume loss associated with occlusion break surge in phacoemulsifiers from 4 different manufacturers. J Cataract Refract Surg 2018；44(7)：884-88.
[4] Thorne A， Dyk DW， Fanney D， et al. Phacoemulsifier occlusion break surge volume reduction. J Cataract Refract Surg 2018；44(12)：1491-96.
[5] Dyk DW， Miller KM. Mechanical model of human eye compliance for volumetric occlusion break surge measurements. J Cataract Refract Surg 2018；44(2)：231-36.
[6] Suzuki H， Oki K， Shiwa T， et al. Effect of bottle height on the corneal endothelium during phacoemulsification. J Cataract Refract Surg 2009；35(11)：2014-7.
CN-CNT-2100018
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Linda Gareth
2015年3月6日, 下午2:51Donec ipsum diam, pretium maecenas mollis dapibus risus. Nullam tindun pulvinar at interdum eget, suscipit eget felis. Pellentesque est faucibus tincidunt risus id interdum primis orci cubilla gravida.