張 凌，趙 蓉，鄒志康，王建昌

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中醫(yī)藥研究

·論著·

美國海軍飛行人員角膜屈光手術文獻綜述

張 凌，趙 蓉，鄒志康，王建昌

屈光不正；角膜激光屈光手術；軍事人員；航空

角膜屈光激光手術(corneal refractive surgery，CRS)對美國海軍飛行人員屈光不正矯治發(fā)揮了重要作用。目前，CRS已成為改善美國海軍航空兵視力的主要技術方法。本文應用美國政府研究報告數(shù)據(jù)庫、PubMed專業(yè)文獻數(shù)據(jù)庫及美國海軍官方網(wǎng)站進行相關性檢索，對美國海軍飛行人員CRS開展情況進行綜述，為我軍飛行人員視力選拔標準的修訂和現(xiàn)役飛行人員屈光不正的矯治提供文獻參考依據(jù)。

1 CRS開展情況

1.1 視力標準與戴鏡飛行 美國海軍與空軍均允許需要矯正視力的候選人參加招飛。除生理條件外，美國海軍規(guī)定飛行學員標準遠、近裸眼視力不低于20/40，近視屈光度不超過-1.50 D，遠視不超過+3.00 D，散光度數(shù)不超過-1.00 D，且使用Goodlite視力檢查表，每只眼視力檢查表矯正視力達到20/20[1]。飛行人員軍官申請人標準屈光限定任何子午線不超過±8.00 D，散光不超過-3.00 D，屈光參差不大于3.50 D[2]。

美軍在多項回顧性研究中顯示，軍事飛行員戴鏡發(fā)生率隨年齡、時間變化明顯增長，特別是進入院校培訓后的學員，戴鏡率逐漸上升[3]。早期海軍一項研究顯示，在結束飛行訓練后美國海軍近3/4的飛行學員發(fā)生近視[4]。在過去的幾十年，美軍飛行人員戴鏡人數(shù)呈明顯上升趨勢[5]。

由于佩戴框架眼鏡帶來了飛行作業(yè)不便及安全隱患，美軍特許飛行人員執(zhí)行飛行任務時可佩戴角膜接觸鏡(contact lens， CL)。美國海軍有嚴格的CL管理政策，配戴CL必須符合各類飛行等級要求，并必須佩戴以美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批準的硅水凝膠隱形眼鏡，且矯正后近視、遠視視力均須達到每只眼20/20，并無出現(xiàn)影響安全的其他不適癥狀，如視力波動，夜間或強光條件下的視覺不適等。要求至少在1個月之前經(jīng)權威機構檢查無眼部并發(fā)癥。雖然硬性透氣性隱形眼鏡是允許的，但不提倡使用。禁止佩戴美容和運動有色隱形眼鏡(如琥珀色或綠色)，以及角膜塑形鏡(ortho-K)。海軍特許中規(guī)定可以使用硬性和軟性隱形眼鏡，以及用于圓錐角膜營養(yǎng)不良或基底膜治療的角膜接觸鏡[6]。

美國海軍還明確規(guī)定，除非飛行訓練或飛行狀態(tài)外，盡量縮短佩戴CL時間，軟性CL最多連續(xù)7 d，硬性透氣性CL不得過夜使用，執(zhí)行飛行任務期間還必須配備一副備用框架眼鏡，CL人員每年至少接受1次在指定的眼科中心檢查與隨訪[2]。

海軍和海軍陸戰(zhàn)隊人員軍事作業(yè)環(huán)境具有獨特的視覺需求，戴鏡飛行存在極大的安全隱患。除視物變形及物像縮小等問題外，在?？兆鳂I(yè)或著陸過程中，框架眼鏡易產(chǎn)生水霧造成視物模糊。而長時間佩戴CL會導致視疲勞，眼睛也會因缺氧抵抗力下降，導致視疲勞、干眼癥、眼酸癢、異物感、眼分泌物多、燒灼感且視物模糊等癥狀。另外角膜受損可能造成角膜潰瘍、上皮脫落或穿孔的嚴重后果，使視力下降[7]。為解決上述困擾，改善框架眼鏡或隱形眼鏡的依賴，美國海軍積極探索利用CRS改善飛行人員視力的技術與方法。

1.2 飛行特許 美國海軍早期的研究發(fā)現(xiàn)，眼鏡可能導致空間定位不準確，僅裸眼視力可在艦載飛行訓練時能提供準確空間定位，而美國海軍飛行員在激光屈光性角膜切削術(photorefractive keratectomy, PRK)術后可以迅速恢復重新學習空間定位的判斷能力。

Schallhorn作為把激光視力矯治手術引入軍事用途的第一人，首先預見了激光屈光手術在軍事上的潛在應用前景。最初的研究是特種作戰(zhàn)司令部在三棲特種部隊-海豹部隊中實施了PRK。2004年1月，美國海軍正式批準飛行員PRK特許，之前大量的臨床研究已經(jīng)開展[8]。CRS手術需在指定的美國海軍醫(yī)療機構，即加州圣地亞哥海軍醫(yī)療中心、加州彭德爾頓海軍醫(yī)院、華盛頓布雷默頓海軍醫(yī)院、馬里蘭州貝塞斯達國家海軍醫(yī)療中心、維吉尼亞樸茨茅斯海軍醫(yī)學中心、北卡羅來納州北卡羅來納海軍醫(yī)院及佛羅里達州杰克遜維爾海軍醫(yī)院等，每年接受上萬名海軍現(xiàn)役人員手術，人數(shù)呈遞增趨勢。這些醫(yī)院都配備先進的手術設備與儀器(如VISX Star S4 customvue)，圣迭戈醫(yī)療中心還配有臨床試驗準分子激光系統(tǒng)(Carl Zeiss Meditec MEL 80)[9]。

飛行人員屈光不正CRS特許準入技術包括波陣面像差引導、波前像差優(yōu)化和飛秒激光屈光手術。屈光手術的所有其他形式，或任何視力和角膜的操作或手術，包括放射狀角膜切開術，激光角膜熱成形術，角膜環(huán)眼內(nèi)鏡片及晶狀體摘除術，未被特許。

1.3 CRS管理 申請者CRS視力特許規(guī)定，術前散瞳后檢查，近視不超過-8.00 D，遠視不超過+3.00 D(等效球鏡/眼)和散光不得超過3.00 D(柱鏡/眼)。屈光參差不應超過3.50 D(等效球鏡/眼)。術后眼高階像差不得大于0.7 μm(Hartmann-Shack像差計-aberrometer)，使用指定的25%對比圖檢測最佳矯正，低對比度視力優(yōu)于或等于0.50 log MAR(log MAR視力)[2,10]。

申請者術后必須通過所有視覺標準檢查，如果需要，可佩戴矯正鏡達到飛行視力要求。術后需經(jīng)裂隙燈檢查眼附屬器及角膜有無上皮剝脫、潰瘍、充血、紅腫、炎癥，晶狀體是否混濁、脫位，以及眩光、光暈、瘢痕等。術后管理規(guī)定是明確和嚴格的，PRK受術者近視不超過-6.00 D(等效球鏡度數(shù),SE)特許時間為3個月，近視超過-6.00 D需6個月，遠視需6個月，準分子激光原位角膜磨鑲術(Laer-in situ keratomilevsis, LASIK)特許近視為2周。遠視和散光為4周。另需有屈光不正矯正術后的穩(wěn)定性鑒定依據(jù)，能夠證明至少相隔1個月兩次檢查屈光是穩(wěn)定的，并須接受美國海軍航空兵LASIK手術的長期隨訪研究協(xié)議。如果還需要局部用藥(環(huán)孢素或環(huán)孢霉素除外)，應限制飛行。

須經(jīng)PRK或LASIK手術治療的I級飛行員手術須在美國海軍指定的屈光手術中心之一進行，飛行Ⅱ、Ⅲ類的現(xiàn)役飛行人員手術可在美國國防部指定的PRK、LASIK屈光手術中心進行[2]。

2 CRS術后評估

美國海軍高度重視CRS術后的評估和工作能力的評定。多篇文獻報道了飛行人員CRS術后工作能力及各種飛行環(huán)境下CRS術后視敏度和角膜穩(wěn)定性的觀察研究。經(jīng)過多年的跟蹤研究顯示，在經(jīng)歷飛機彈射或高海拔飛行時，CRS術后眼睛遭遇強氣流吹襲及高正向加速度暴露后，沒有出現(xiàn)異常。CRS使美國海軍95%以上的飛行員不用矯正(鏡)即可達到遠距視力分辨率標準[2]。

2.1 PRK評估 海軍需要大量合格飛行學員加入，CRS為候選人群的擴大提供了潛在的可能。Schallhorn等[11]首先報道了30名現(xiàn)役海軍及艦艇人員近視-2.00 D(-2.00～-5.50 D)、散光小于1.00 D的PRK術后1年檢查結果，結果顯示：使用Summit OmniMed準分子激光6.0 mm消融，雖然視力恢復時間長，但所有人員均達到20/20或更好的裸眼視力標準，患者的滿意度很高。這項研究也有13%受試者有矯正過度，睫狀肌麻痹驗光(+0.45)和顯然驗光(+0.31)，證明需要向下調(diào)整消融算法。

Schallhorn等[12]2006年進行了一項具有里程碑意義的研究，以確定PRK術后患者在海軍飛行訓練中的航空特許問題評估。300名PRK術后學員接受飛行訓練，與對照組4000名相對比，發(fā)現(xiàn)在飛行訓練初級和中級階段，在飛行能力和學術能力無區(qū)別的情況下，PRK術后學員退學率明顯低于對照組，沒有案例顯示PRK術后學員表現(xiàn)差于對照組。這項研究結果促使美國海軍政策發(fā)生改變，允許學員PRK術后進行飛行訓練。

美國海軍2000年報道1名32歲的現(xiàn)役中尉飛行人員，雙眼PRK術后6個月時，在駕駛反潛巡邏機(S-3B維京)執(zhí)行艦載著陸訓練時意外彈射出機艙后，視力(裸眼視力20/16)檢測沒有發(fā)現(xiàn)異常，因此提供了PRK術后安全性的佐證[13]。1987年和1988年有85名海軍飛行員因視力不良停飛，而2000—2005年，785飛行人員(150名飛行駕駛員和635名空勤人員)接受PRK手術，平均術前屈光(-2.97±1.73)D，作為海軍飛行員PRK術保留的研究部分。據(jù)報道，這些受試者術后平均恢復時間為5.38周，90%飛行員PRK術后6周不用矯正(鏡)即獲取飛行資格，雙眼視力達到20/20或更好。最重要的是，沒有影響飛行安全明顯的視覺質量反應。87%的飛行員報告在艦載著陸期間有更好的視力,返回飛行狀態(tài)時間為4周(74%)、8周(94%)、12周(99.7%)。PRK術后主要的并發(fā)癥是角膜混濁，這些飛行員被暫時停飛，使用類固醇滴劑，最終返回飛行崗位。這些飛行員PRK術后累積飛行48 000 h，著陸次數(shù)19 500次以上，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。同時通過對這些飛行人員進行廣泛的心理問卷評估屈光手術的安全性、療效、視力恢復情況、視覺質量以及對海軍各兵種職業(yè)影響[14]。CRS手術為海軍飛行員飛行資格保留，節(jié)省了巨大成本。

2.2 LASIK評估 LASIK與PRK相比有視覺恢復快速、痛苦少、類固醇藥物用藥期較短的突出優(yōu)點，在提高視覺質量、迅速恢復飛行員作戰(zhàn)能力方面非常突出，目前已取代了PRK，并成為今后美國海軍改善航空兵視力的主要技術手段[15-17]。飛秒激光治療屈光不正是一種新技術，是脈寬為飛秒[Femtosecond，毫微微秒，10～(-15)s]級的LASIK，已在美國海軍和空軍飛行人員中廣泛應用[2,18-19]。Schallhorn和Tanzer[20]報道在圣迭戈海軍醫(yī)療中心，將常規(guī)的LASIK(n=841)和PRK(n=1042)，與波前像差引導LASIK(n=238)和PRK(n=292)進行了比較，無論是LASIK還是PRK，使用波前像差引導的屈光手術均能得到更好的預期效果(等效球鏡)以及較好的實際效果。另據(jù)文獻報道，對機械制瓣LASIK(n=197)與波前像差引導的飛秒LASIK(n=199)進行了角膜瓣特性、屈光和視覺效果、波前畸變以及主觀感覺進行對照比較，顯著的統(tǒng)計學結果是：早期存在異物感和畏光現(xiàn)象，但視覺能快速恢復，對比敏感度改善以及視覺質量提高[21-22]。術后1周，有77%的飛秒激光術后者裸眼視力至少達到20/16，相比之下，只有58%機械制瓣LASIK術后者達到同樣效果，此研究有助于LASIK成為美軍人員(包括美空軍飛行人員)的醫(yī)學特許規(guī)程之一。

Larys等[16]采用雙盲法對25名受試者50只眼在LASIK術前1周與術后4周進行25 000 ft缺氧和相對低濕度環(huán)境測試，評估視覺與屈光的變化。結果顯示在高海拔環(huán)境中顯然驗光、裸眼視力、矯正視力及對比敏感度等指標，LASIK術前/后無明顯改變。Schallhorn等[17]報道比較中度近視在波前像差引導LASIK(wLASIK)和常規(guī)LASIK(cLASIK)術前/后夜間模擬視覺性能變化。59名術前屈光在-4.50 D和-6.00 D等效球(MSE)之間的受試者進行了夜間模擬駕駛(NDS)分組測試。38名LASIK手術6個月前后cLASIK (62只眼，平均-5.46 D)和21名wLASIK (36只眼, -5.20 D)，分別進行了單眼有無眩光的障礙區(qū)道路識別，結果顯示wLASIK結合飛秒激光制瓣夜間駕駛視覺性能明顯優(yōu)于cLASIK。

Tanzer等[23]于2011年報道了300名飛行人員(100名飛行駕駛員和200名機組人員)548只眼近視、60只眼混合散光、25只眼遠視LASIK治療效果，分別評估術后1 d、1～2周、1～3個月后屈光情況。所有飛行員行飛秒激光和波前像差引導LASIK或波前像差優(yōu)化角膜成形術。術前和術后1～3個月進行問卷調(diào)查的結果：近視患者術后2周即可達標恢復飛行，遠視和混合散光患者術后4周即可恢復飛行。此報道中的治療范圍從+3.4～-7.6 D等效球鏡度數(shù)。在視力恢復方面，LASIK術后2周，近視矯正后裸眼視力100%達到20/20或更好，96%達到20/16或更好，74%達到20/12.5或更好。遠視和混合散光98%達到20/20或更好，85%達到20/16或更好，58%達到20/12.5或更好。術后視力比最佳矯正視力(BCVA)提高了1行以上的，近視為35%，遠視和混合散光為30%；而術后視力比BCVA降低1行的，近視僅為1%，遠視和混合散光僅為4%。95%的近視和80%的遠視和混合散光4周后視力比LASIK術前獲得了好的或更好的裸眼視力。術后1周和3個月平均等效球鏡度數(shù)MSE波動為0.1 D，顯示了穩(wěn)定的屈光效果。在主觀感受方面，術后95.9%的人認為效果顯著，99.6%的人愿意推薦給需要治療的其他海軍飛行人員[24]。Miles等[25]報道LASIK與PRK治療后飛行訓練能力的初步評估與對照研究，認為兩種CRS術后對飛行人員的飛行能力是相同的。CRS的先進性還包括提供了激光角膜矯正精確度像差測量，促進恢復的藥物療法以及治療復雜屈光不正的各種先進方法，這些先進技術具有使作戰(zhàn)人員獲得“超級視力”的潛能[26]。另美國空軍Reilly和Panday[27]報道293名人員施行了雙眼飛秒激光制瓣LASIK，術后短期和中期效果很好，異常率很低。Aaron等[28]報道通過模擬航空作業(yè)環(huán)境評估LASIK視覺和屈光穩(wěn)定性，對空軍飛行員12名24只眼LASIK術后1個月高/低對比度視力、角膜曲率、屈光度檢測，結果顯示在低壓艙試驗35 000 ft高度、暴露時間不超過30 min的條件下，LASIK術后的受試者視覺功能沒有明顯異常。

美國海軍對飛行人員屈光不正矯治進行了長時間、大樣本的研究，通過對CRS術后視力及其穩(wěn)定性評估和高海拔、缺氧等極端條件下角膜瓣穩(wěn)定性的驗證，確立了CRS在飛行人員屈光不正矯治中的主導地位，對其戰(zhàn)斗力保障產(chǎn)生了重大影響。LASIK手術以及波前像差引導、波前像差優(yōu)化、飛秒激光等技術的應用，提供了更完美的視力矯正效果，能使飛行人員更快地恢復飛行狀態(tài)，并將繼續(xù)成為改善美國海軍航空兵視力的主要方法。在美軍帶動下，北約組織12個成員國對軍事飛行員實行了CRS準入政策[29]，印度空軍規(guī)定LASIK術后候選人可參加運輸機和直升機招飛[30]，新加坡共和國空軍特許CRS術后的年輕亞裔學生進入飛行員行列[31]。美國海軍的成功經(jīng)驗為我軍飛行人員視力選拔標準的修訂和現(xiàn)役飛行人員屈光不正的矯治提供了重要的參考依據(jù)。

[1] About.com Navy aviation vision requirements[S/OL].New York: New York Times About.com, 2014[2014-05-30]. http://www.ehow.com/list_6731088_navy-aviation-vision-requirements.html

[2] Naval aerospace medical institute. US Navy aeromedical reference and waiver guide[S/OL].Pensacola,Florida:Navy Medicine Operational Training Center, 2014[2014-03-23].http://www.med.navy.mil/sites/nmotc/nami/arwg/Pages/Aeromedical Referenceand Waiver Guide.aspx http.

[3] Robert E, William T. Douglas J,etal. The US. Air Force photorefractive keratectomy (PRK) study: evaluation of residual refractive error and high- and low-contrast visual acuity[R].Kennedy Circle,Brooks City-Base, TX: Ophthalmology Branch,Aerospace Medicine Consultation Division, USAF School of Aerospace Medicine, 2006.

[4] Richard J B, Wolfe M B, Fracs B S,etal. Refractive surgery and the ADF[J].Ophthalmology, 2003,4:84-92.

[5] Wright S, Clark P, Tutt R,etal. Corrective lens use and the interest in refractive surgery among USAF pilots[J].Aviat Space Environ Med, 2008，79(3):232.

[6] Aviation Contact Lens Program & Policy[S/OL].Camp Pendleton,California, 2014[2014-04-28]. http://www.med.navy.mil/sites/cpen/departments/OptometryDepartment/Pages/Aviation Contact Lens Eligibility.aspx.

[7] Pin M L. Corneal refractive surgery for aviators[J].Journal of Chinese Clinical Medicine, 2006,1(3):142-151.

[8] PRK recommended procedure for US. Naval aviators[C].Ophthalmology Times August 1, 2004.

[9] Stanley P F, Tanzer D J, Schallhorn S C. Laser refractive surgery in the United States Navy[J].Curr Opin Ophthalmol, 2008,19(4):321-324.

[10]Naval Reserve Officers Training Corps. Corneal refractive surgery policy[S].Blacksburg,Viginia,Virginia Polychnic Institute and State University， 2011.

[11]Schallhorn S C, Blanton C L, Kaupp S E,etal. Preliminary results of photorefractive keratectomy in active duty United States Navy personnel[J].Ophthalmology, 1996,103(1):5-22.

[12]Schallhorn S C, Tidwell J L, Brown M,etal. Photorefractive keratectomy in Naval aviation[C].Orlando, Florida, USA. The Aerospace Medical Association Annual Meeting, 2006.

[13]Tanzer D J, Schallhorn S C, Brown M C. Ejection from an aircraft following photorefractive keratectomy: a case report[J].Aviat Space Environ Med, 2000,71(10):1057-1059.

[14]Steve S. Results of PRK in Naval Aviators[C/OL].San Diego:Naval MedicalCenter, 2006[2014-01-28].http://www.lasikplus.com/pdfs/Schallhorn_PRKin Navy.pdf.

[15]Brunstetter T, Liang J, Kelly N,etal. Photopic and mesopic visual acuity after "All LASIK" wavefront-guided laser in-situ keratomileusis (WFG-LASIK) may be superior to those of U.S. naval aviators with exceptional uncorrected vision[J].Aviat Space Environ Med, 2011,82(3):332.

[16]Larys R, Murdoch D M, Tanzer D,etal. The effects of high altitude on visual acuity and manifest refraction of post-lasik corneas[J].Aviat Space Environ Med, 2008,79(3):389.

[17]Schallhorn S C, Tanzer D J, Kaupp S E,etal. Comparison of night driving performance after wavefront-guided and conventional LASIK for moderate myopia[J].Ophthalmology, 2009,116(4):702-709.

[18]USAF School of Aerospace Medicine. Air Force waiver guide[S/OL].Washington D C: Department of the Air Force, 2014[2014-02-26].http://www.wpafb.af.mil.shared.media/doeument/AFD-130118-045.pdf．

[19]Department of the Air Force. AFI 48-123 Medical examinations and standards[S/OL].Washington D C:HQ USAF/SG, 2014[2014-05-27]. http://static.e-publishing.af.mil/.

[20]Schallhorn S C, Tanzer D J. Advancing the science of wavefront guided.ablation[C].Las Vegas, Nevada, USA.The 2006 American Academy of Ophthalmology.Annual Meeting, 2006.

[21]Tanzer D J, Schallhorn S C. Comparison visual outcomes of mechanical and femtosecond keratomes in wavefront-guided LASIK. Las Vegas, Nevada, USA[C].The 2006 American Academy of Ophthalmology Annual Meeting, 2006.

[22]Daniel L. Van Syoc, Areas of Recent Interest in the U.S. Air Force aeromedical consultation service[C/OL].Aerospace Medicine Department USAF School of Aerospace Medicine， Wright-Patterson Air Force Base,OH. 2013[2014-04-07].http://asmameeting.org/asma 2013_mp/pdfs/asma 2013_present_429.pdf.

[23]Tanzer D J, Hofmeister E, Brunstetter T,etal. LASIK in designated naval aviators: clinical and quality-of-vision results from a prospective study[J].Aviat Space Environ Med, 2011,82(3):211.

[24]Tanzer D J, Brunstetter T, Zeber R,etal. Laser in situ keratomileusis in United States naval aviators[J].J Cataract Refract Surg， 2013,39(7):1047-1058.

[25]Miles E, Hofmeister S, Kaupp T，etal.Preliminary assessment of visual outcomes and flight training performance of lasik treated student naval aviators[J].Aviat Space Environ Med, 2014, 85(3):299-300.

[26]Murdoch D, Hofmeister E, Miles T,etal. Enhancing the effectiveness of the warfighter by optimizing visual systems[J].Aviat Space Environ Med, 2014,85(3):316-317.

[27]Reilly C D, Panday V. Advanced femtosecond LASIK: the Air Force experience[J].Aviat Space Environ Med, 2010,81(3):281-282.

[28]Aaron M,Wright S,Gooch J,etal. Stability of laser-assisted in situ keratomileusis (LASIK) at altitude[J].Aviat Space Environ Med, 2012,83(10):958-961.

[29]North atlantic treaty organization. TR-HFM-191. Refractive surgery: new techniques and usability for military personnel[R].Neuilly-sur-Seine Cedex, France, Research and Technology Organisation,NATO, 2012.

[30]Indian Air Force. Medical standards for the flying branch[S/OL].New Delhi: Air Headquarters, 2014[2014-06-26]. http://education.mathrubhumi.com/php/news_events_details.php?nid=32751.

[31]See B, Nah G, Gan WH,etal. Efficacy of photorefractive keratectomy for military pilot recruitment in an asian air force[C/OL].Chicago, IL, AsMA Annual Scientific Meeting, 2013[2014-06-23]. http://asmameeting.org/asma 2013_mp/pdfs/asma 2013_present_529.pdf.

全軍后勤科研“十二五”重大項目(AKJ11J004)

100142 北京，空軍總醫(yī)院信息科(張凌)，眼科(趙蓉)，醫(yī)務部(鄒志康)，全軍臨床航空醫(yī)學中心(王建昌)

王建昌,E-mail:kzdw66@sohu.com

R778.1；R85

A

2095-140X(2015)06-0105-05

10.3969/j.issn.2095-140X.2015.06.028

2015-01-28 修回時間：2015-02-28)