眼軸長度與角膜曲率半徑及其比值對兒童青少年屈光不正的影響和定性評估

李柯然，李巧林，徐向忠，蔣 沁，蔡江懷

0引言

近年來，我國兒童青少年近視患病率不斷攀升，且逐漸呈低齡化趨勢[1-2]。角膜屈光力、晶狀體屈光力及眼軸長度(axial length，AL)等影響因素及其平衡狀態(tài)決定了眼球最終的屈光狀態(tài)。但在青春期前，影響屈光狀態(tài)的最主要因素為AL與角膜屈光力[3]。盡管近視等屈光不正通常以睫狀肌麻痹驗光作為臨床診斷的金標準，但其在年幼且配合較差的兒童及某些特殊人群中的使用會受到限制。眼軸、角膜曲率與眼屈光狀態(tài)關(guān)系密切，既往也有研究認為眼軸與平均角膜曲率半徑的比值(axial length/corneal radius，AL/CR)與其它眼球生物學參數(shù)(如AL、前房深度、角膜曲率等)相比，與近視的相關(guān)性最高，較大的角膜曲率和較高的AL/CR比值是兒童青少年近視的危險因素[4-6]，可以將AL/CR比值大于3作為篩查近視的敏感和特異性指標。但目前AL/CR比值在預測屈光不正的有效性和準確性方面的大樣本研究尚少，因此本研究將針對3～16歲兒童青少年進行屈光要素的測量及相關(guān)性分析，評估AL/CR比值在診斷屈光不正的準確性、特異性等方面的價值以及在臨床方面的適用性。

1對象和方法

1.1對象橫斷面研究。連續(xù)選取2017-12/2018-12期間在南京醫(yī)科大學附屬眼科醫(yī)院門診初診的3～16歲疑似屈光不正的兒童青少年816例1 632眼，其中男402例(49.3%)，女414例(50.7%)。納入標準：(1)單眼或雙眼裸眼視力(UCVA)低于同年齡段人群正常值；(2)可以配合進行視力、裂隙燈顯微鏡和睫狀肌麻痹后電腦驗光、眼軸測量、眼底檢查等眼科相關(guān)檢查；(3)患者和家長均對本研究知情同意并簽署知情同意書，自愿參與本研究。排除標準：(1)合并斜視、角膜病、白內(nèi)障、青光眼、眼底病等器質(zhì)性眼??；(2)具有弱視、高度近視家族史；(3)既往有眼部手術(shù)史、外傷史；(4)合并全身系統(tǒng)性疾病等。

1.2方法所有受檢者均詢問病史，進行眼前節(jié)、眼底、眼位、UCVA等檢查，并檢測屈光狀態(tài)、AL和角膜曲率半徑(CR)。(1)AL和CR：使用相干光生物測量儀(IOL Master)測量，測量5次，取平均值。(2)屈光狀態(tài)：3～7歲受檢者采用1%阿托品眼用凝膠滴雙眼，每次1滴，每日3次，連用3d后行睫狀肌麻痹后進行電腦驗光和檢影驗光；8歲及以上受檢者采用1%鹽酸環(huán)噴托酯滴眼液，每5min 1次，點眼3次，休息30～40min后行睫狀肌麻痹后進行電腦驗光和檢影驗光；所有受檢者均使用綜合驗光儀最終確定球鏡和柱鏡度數(shù)，計算等效球鏡度數(shù)(SEQ=Spb+Cyl/2)。根據(jù)等效球鏡度(SE)分組：≥-6.00為高度近視，≥-3.00D但<-6.00D為中度近視，≥-0.50D但<-3.00D為低度近視；<-0.50D或<+0.50D為正視；≥+0.50D但<+3.00D為低度遠視，≥+3.00D但<+5.00D為中度遠視。所有操作均按照操作標準進行，所有儀器測量前均先進行自檢，并在受檢者配合下完成各項檢查。

統(tǒng)計學分析：采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析。計量資料以均數(shù)±標準差表示，多組間屈光要素的比較采用單因素方差分析。SE與AL、AL/CR比值的相關(guān)關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析和Spearman相關(guān)分析，并擬合回歸方程。以睫狀肌麻痹驗光結(jié)果為金標準，分析AL/CR比值診斷近視的真陽性(a)、假陽性(b)、假陰性(c)、真陰性(d)數(shù)值，并依據(jù)公式計算靈敏度[a/(a+c)]、特異度[d/(b+d)]、準確度[(a+d)/n×100%]、誤診率(1-特異度)、漏診率(1-靈敏度)、陽性預測值[a/(a+b)]、陰性預測值[d/(c+d)]、陽性似然比[靈敏度/誤診率]、陰性似然比[漏診率/特異度]、Kappa系數(shù)，并繪制ROC曲線評價AL/CR比值對近視的診斷價值，計算曲線下面積。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

2.1屈光狀態(tài)總體檢出情況本研究納入受檢者816例，檢出屈光不正者773例(94.7%)，其中近視548例(70.9%)。近視患者中男273例(49.8%)，女275例(50.2%)，其中3～6歲者25例(4.6%)，7～14歲者486例(88.6%)，≥15歲者37例(6.8%)。

2.2不同屈光度組受檢者屈光要素的比較本研究納入的受檢者雙眼CR、AL具有高度相關(guān)性(r=0.845、0.821，均P<0.001)，故僅納入右眼檢測結(jié)果進行分析。本組受檢者右眼AL為23.776±1.476mm，CR為7.812±0.284mm，AL/CR比值為3.045±0.186。根據(jù)SE將受檢者分為6組，各組受檢者右眼AL和AL/CR比值差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001，表1)。

2.3 SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性分析根據(jù)SE將受檢者分為6組，因高度近視組人數(shù)較少，故本研究將中、高度近視組合并后進行Pearson相關(guān)分析，結(jié)果顯示近視和中度遠視受檢者的SE與AL和AL/CR比值具有較強的相關(guān)性(均P<0.001，表2)。根據(jù)年齡將受檢者分為3組，Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，年齡越大的受檢者其SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性越強(均P<0.001，表3)。

本組受檢者右眼SE與AL、CR、AL/CR比值均具有相關(guān)性(r=-0.834、0.122、-0.915，均P<0.001)，其線性關(guān)系分別為SE=37.24-1.6×AL(圖1A)，SE=-10.4+1.22×CR(圖1B)，SE=41.68-13.98×AL/CR比值(圖1C)。此外，我們發(fā)現(xiàn)本組受檢者右眼SE與年齡具有相關(guān)性(r=-0.501，P<0.001)，但與性別無相關(guān)性(rs=0.043，P=0.218)。

2.4 AL/CR比值作為近視診斷指標的可靠性分析以睫狀肌麻痹驗光結(jié)果為金標準，分析AL/CR比值作為近視診斷指標的可靠性。結(jié)果顯示，AL/CR比值診斷近視的靈敏度為0.880，特異度為0.916，誤診率為0.084，漏診率為0.120，準確度為89.2%，陽性預測值為0.955，陰性預測值為0.788，陽性似然比為10.476，陰性似然比為0.131，Kappa系數(shù)為0.760(表4)。

2.5 ROC曲線分析以睫狀肌麻痹驗光結(jié)果作為金標準(參考線)，將AL、AL/CR比值納入ROC曲線分析(圖2)，結(jié)果顯示ROC曲線下面積為0.954，標準誤為0.006，其95%的置信區(qū)間為0.944～0.965，與AL相比，AL/CR比值診斷近視價值更高(P<0.01)。

3討論

兒童青少年屈光不正發(fā)生率較高，尤其是近視，目前其已成為全世界重點關(guān)注的公共衛(wèi)生問題之一，嚴重威脅著兒童青少年的視覺健康[7-8]。有效地控制近視的發(fā)病率，并使之逐年下降是我國醫(yī)學界和教育界面臨的艱巨而重要的任務。目前，我國近視篩查中常用的方法是檢測UCVA和睫狀肌麻痹驗光，但存在易受外界環(huán)境、受檢者配合程度、依從性等因素的影響，因此在大范圍視力篩查中的可行性欠佳。本研究顯示，入組的兒童青少年816例中屈光不正者773例(94.7%)，其中近視548例(70.9%)。近視患者中3～6歲者25例(4.6%)，7～14歲者486例(88.6%)，15歲及以上者37例(6.8%)，可見近視發(fā)生率較高，與既往文獻報道結(jié)果基本一致[9]。同時表明，7歲之后近視的比例逐漸增加，并且呈較大幅度增長，Twelker等[10]研究也證實了這一結(jié)果。

圖1 SE與AL、CR及AL/CR比值的線性回歸分析 A：SE與AL(R2=0.662)；B：SE與CR(R2=0.015)；C：SE與AL/CR比值(R2=0.838)。

表1 不同屈光度組受檢者屈光要素的比較

表2 不同屈光度組受檢者SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性

表3 不同年齡組受檢者SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性

表4 睫狀肌麻痹驗光與AL/CR比值診斷近視情況 眼

圖2 AL/CR比值診斷近視的ROC曲線分析。

本研究發(fā)現(xiàn)，不同屈光度組的兒童青少年AL、AL/CR比值比較差異均有統(tǒng)計學意義。遠視患者AL最短，正視者其次，低度近視者較長，中高度近視者最長。角膜曲率對屈光狀態(tài)也有一定的影響。AL/CR比值隨近視屈光度加深而增大，該比值與近視屈光度存在線性關(guān)系?？梢?，多數(shù)屈光不正的發(fā)生是屈光要素的比例失調(diào)所致。既往研究將AL/CR比值等于3作為缺乏其它參數(shù)代償?shù)臉O限臨界點，認為AL/CR比值大于3可作為診斷近視的敏感和特異性指標[11]。國外也有研究認為該截止值約為2.99[6]，接近其它研究[12-13]發(fā)現(xiàn)的截止值(3.0)。

我們根據(jù)本組受檢者的屈光狀態(tài)進行分組，相關(guān)性分析顯示中度遠視和近視兒童青少年的SE與AL和AL/CR比值相關(guān)性較強。根據(jù)年齡分組進行相關(guān)性分析顯示，年齡越大的兒童青少年其SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性越強。既往研究也顯示，在出生后的第1a或第2a，AL與CR匹配且保持相對穩(wěn)定，SE與AL/CR比值的分布也呈現(xiàn)一個標志性的峰度。3歲以后CR基本穩(wěn)定，眼球發(fā)育特點為AL繼續(xù)增加，導致AL/CR比值增加，眼球屈光度呈近視化狀態(tài)。故隨著年齡增長，SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性呈越強趨勢，AL增長相對角膜曲率較慢者發(fā)展為遠視，AL增長相對角膜曲率過快者發(fā)展為近視，而AL與角膜曲率相匹配者為正視[14-15]。SE與AL和AL/CR比值呈負相關(guān)，由此就可以解釋為何中度遠視和近視受檢者的SE與AL和AL/CR比值的相關(guān)性較強。He等[6]對3 922例6～12歲兒童屈光狀態(tài)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，AL/CR比值與SE的相關(guān)性在正視兒童中較低，在中度遠視和近視兒童中較高，該結(jié)果與本研究結(jié)果基本一致。故認為中度遠視、近視、年齡越大的兒童青少年SE與AL、AL/CR比值的相關(guān)性更強。同時本研究選擇與SE相關(guān)性最強的AL、AL/CR比值進行回歸分析發(fā)現(xiàn)，AL每增長1mm，近視增加1.6D；而AL/CR比值每增大1，近視將增加13.98D，說明AL/CR比值在預測兒童近視趨勢上較單純AL可能更加敏感。

鑒于SE與AL/CR比值的高度相關(guān)性，我們選擇AL/CR比值>3作為近視診斷的陽性臨界值，與金標準睫狀肌麻痹驗光結(jié)果相比，評估其在兒童青少年近視篩檢中的精確性和診斷價值。本研究結(jié)果顯示，作為近視的定性檢測的指標，其靈敏度為0.880，特異度為0.916，誤診率為0.084，漏診率為0.120，說明AL/CR比值診斷近視的特異度高、誤診率低。本研究中AL/CR比值診斷近視的陽性預測值為0.955，陰性預測值為0.788，說明AL/CR比值在確診近視方面比排除近視更有優(yōu)勢。本研究中AL/CR比值診斷近視的陽性似然比為10.476，而陰性似然比為0.131，表明近視者出現(xiàn)AL/CR比值>3的概率是非近視者的10.476倍，而AL/CR比值<3的概率是非近視者的0.131倍。本研究中AL/CR比值診斷近視的準確度為89.2%，即有89.2%的近視患者可以通過AL/CR比值確診。同時本研究中AL/CR比值診斷近視的Kappa系數(shù)為0.760(>0.75)，說明樣本的一致性較好。此外，AL/CR比值的ROC曲線下面積高達0.954(>0.90)，顯著優(yōu)于AL。上述結(jié)果均表明，AL/CR比值>3對近視的定性診斷價值較高，這與王弘等[16]研究結(jié)果類似。但是本研究納入的樣本中3～6歲受檢者較少，需進一步擴大樣本量加以證實AL/CR比值診斷近視靈敏度和特異度在該年齡范圍內(nèi)的適用性。

本研究的局限之處在于納入的樣本是以醫(yī)院為基礎(chǔ)的人群而進行的橫斷面研究，受檢者屈光度變異大，故研究結(jié)果有別于自然人群中整群抽樣的研究調(diào)查，雖然AL/CR比值可以解釋SE的大部分變化趨勢，但是尚不能充分闡明在近視發(fā)生之前SE與AL和AL/CR比值的關(guān)系。有研究顯示在近視發(fā)生之前，由于AL和屈光度的快速變化，晶狀體對眼軸快速增長的代償調(diào)節(jié)作用會突然消失而誘發(fā)近視[17]，由此可見，我們需要結(jié)合更多的指標和生物學參數(shù)來解釋SE的變化。另有研究顯示，對屈光不正進行分類時，AL/CR比值與UCVA聯(lián)合用于檢測近視有助于UCVA在不顯著降低特異性的情況下實現(xiàn)更高的靈敏度[18-19]。同時AL和AL/CR比值具有能夠動態(tài)追蹤和縱向觀察屈光不正發(fā)展的優(yōu)勢[4，15]，可見這些作為預測近視的客觀指標和近視干預評估指標更適合大范圍群體屈光不正的篩查。但是因目前我們采用的是橫斷面研究，仍處于試驗性研究階段，尚缺少進一步的隨訪觀察以預測其趨勢變化，因此我們也將進一步通過擴大樣本量和隨訪時間，動態(tài)追蹤相關(guān)指標，為預測屈光不正的進展提供更加全面的理論依據(jù)。