青少年高度近視患者高階像差和屈光度及眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性

王倩茹，李 雪，楊 帆，杜春宇，馮子卿

目的：觀察青少年高度近視患者高階像差、屈光度、眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)及其相關(guān)性。

方法：橫斷面研究。選取2019-07/09在我院視光學(xué)中心驗(yàn)光門診就診的青少年高度近視患者116例116眼，均進(jìn)行主覺(jué)驗(yàn)光，檢測(cè)眼軸和眼壓，并采用Sirius三維眼前節(jié)分析儀測(cè)量高階像差[總像差(RMSg)、總高階像差(RMSh)、Z22(90°/180°方向散光)、Z33(三葉草Trefoil)、Z31(水平位彗差)、Z40(球差)、三階～七階像差(RMS3～RMS7)]、角膜曲率(角膜最小屈光力K1、角膜最大屈光力K2、角膜平均屈光力Km)、中央角膜厚度(CCT)、前房深度(ACD)、前房角(ACA)，分析上述眼部參數(shù)之間的相關(guān)性。

結(jié)果：青少年高度近視患者屈光度與眼軸呈負(fù)相關(guān)(r=-0.400，P<0.001)；眼軸與前房深度呈正相關(guān)(r=0.433，P<0.05)，與角膜曲率(K1、K2、Km)呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；總高階像差與屈光度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.189，P<0.05)，與眼軸呈負(fù)相關(guān)(r=-0.228，P<0.05)；各高階像差與球鏡度無(wú)相關(guān)性(P>0.05)，球差Z40與角膜曲率(K1、K2、Km)呈正相關(guān)(P<0.05)，未發(fā)現(xiàn)高階像差與CCT、ACD、ACA具有相關(guān)性。

結(jié)論：青少年高度近視患者隨著近視程度的增加，眼軸及總高階像差增加，且總高階像差與眼軸呈負(fù)相關(guān)，眼軸的增長(zhǎng)可能是減少高階像差的一種代償方式，促進(jìn)近視的發(fā)展。

0 引言

青少年高度近視已經(jīng)成為全球關(guān)注的公共問(wèn)題，2006～2015年北京市海淀區(qū)初中生高度近視患病率從3.96%上升到6.69%，且患病率呈逐年上升趨勢(shì)[1]。高度近視引起的青光眼、眼底病變、弱視等并發(fā)癥對(duì)視覺(jué)質(zhì)量有著巨大的影響。高度近視患者隨著屈光度增加，眼球結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這些改變是否會(huì)影響視覺(jué)質(zhì)量尚不明確。視覺(jué)質(zhì)量的評(píng)估指標(biāo)包括視力、對(duì)比度視力、對(duì)比敏感度、像差、視野等指標(biāo)，其中像差是影響視覺(jué)質(zhì)量的一個(gè)重要原因，嚴(yán)重者可導(dǎo)致眩光、頭暈、視物模糊及復(fù)視等癥狀。本研究旨在觀察青少年高度近視患者眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，分析高階像差、屈光度、眼軸的相關(guān)性，以期為青少年高度近視的防控提供參考。

1 對(duì)象和方法

1.1對(duì)象 橫斷面研究。選取2019-07/09在我院視光學(xué)中心驗(yàn)光門診就診的青少年高度近視患者116例116眼(本研究?jī)H納入右眼數(shù)據(jù)進(jìn)行分析)，其中男56例，女60例，年齡6～17(平均13.3±2.1)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡<18歲；(2)復(fù)方托吡卡胺滴眼液每10min散瞳1次，散瞳3次后，由同一位專業(yè)驗(yàn)光醫(yī)師行主覺(jué)驗(yàn)光，雙眼等效球鏡度(SE)≥-6.00D， 散光度0～-5.00D，矯正視力≥5.0(相當(dāng)于LogMAR視力0)。 排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并青光眼、白內(nèi)障、眼底出血、圓錐角膜及全身免疫性疾病的患者；(2)近1mo有硬性角膜接觸鏡配戴史，近2wk有軟性角膜接觸鏡配戴史。本研究已通過(guò)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者及其監(jiān)護(hù)人均對(duì)本研究知情同意并簽署同意書。

1.2方法 所有患者均進(jìn)行主覺(jué)驗(yàn)光，檢測(cè)球鏡度(spherical，S)、柱鏡度(cylinder，C)，并計(jì)算屈光度即等效球鏡度(spherical equivalent，SE)，SE=S+1/2C。采用超聲眼科專用診斷儀測(cè)量眼軸長(zhǎng)度(AL)，測(cè)量3次取平均值。采用非接觸式眼壓計(jì)測(cè)量眼壓(IOP)，測(cè)量3次取平均值。采用Sirius三維眼前節(jié)分析儀測(cè)量高階像差、角膜曲率(角膜最小屈光力K1、角膜最大屈光力K2、角膜平均屈光力Km)、中央角膜厚度(CCT)、前房深度(ACD)、前房角(ACA)，高階像差檢測(cè)時(shí)于暗環(huán)境中拍攝，囑被檢者下頜置于頜托上，額部頂靠額托，注視正前方指示燈，囑患者瞬目后睜大雙眼，立即對(duì)焦，自動(dòng)測(cè)量獲得有效圖像，避免角膜被睫毛或眼瞼遮擋及淚膜破裂的影響，選取成像質(zhì)量大于95%的測(cè)量結(jié)果，在5mm瞳孔情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)分析， 以均方根(root mean square，RMS)值作為結(jié)果，檢測(cè)RMSg(總像差)、RMSh(總高階像差)、Z22(90°/180°方向散光)、Z33(三葉草Trefoil)、Z31(水平位彗差)、Z40(球差)、 RMS3～RMS7(三階～七階像差)。

2 結(jié)果

2.1眼部參數(shù) 本研究納入患者116例116眼的眼部參數(shù)檢查結(jié)果見(jiàn)表1、2，各高階像差RMS值隨著階數(shù)增加呈遞減趨勢(shì)，階數(shù)越高，像差越小。

表1 本研究納入患者屈光度及眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)情況

眼部參數(shù)范圍x±s球鏡度(D)-5.00～-13.75-7.29±1.27柱鏡度(D)0～-5.00-1.32±1.16SE(D)-6.00～-14.625-7.95±1.45AL(mm)24.31～28.4426.12±0.89角膜曲率(D) K135.59～46.6542.94±1.61 K240.89～49.5644.69±1.66 Km40.07～43.8043.80±1.53CCT(μm)463～635552.82±34.81ACD(mm)2.88～3.783.36±0.18ACA(°)23～7459.91±7.56IOP(mmHg)8.40～31.0018.03±3.18

表2 本研究納入患者高階像差情況 μm

2.2高階像差與年齡及眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)性分析結(jié)果顯示(表3)，RMS5與年齡呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.218，P<0.05)；高階像差與球鏡度無(wú)相關(guān)性(均P>0.05)；RMSg、RMSh、Z33、RMS3、RMS5、RMS6、RMS7與柱鏡度均呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.838、-0.279、-0.239、-0.225、-0.248、-0.242、-0.240，均P<0.05)；RMSg、RMSh、Z40、RMS4、RMS6、RMS7與SE均呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.322、-0.189、-0.194、-0.203、-0.223、-0.191，均P<0.05)；RMSh與AL呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.228，P<0.05)；RMSh、Z40、RMS4、RMS6與K1均呈正相關(guān)(rs=0.203、0.326、0.218、0.185，均P<0.05)，Z31與K1呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.214，P<0.05)；RMSg、RMSh、Z31、Z40、RMS4、RMS6、RMS7與K2均呈正相關(guān)(rs=0.421、0.325、0.226、0.365、0.251、0.290、0.199，均P<0.05)；RMSg、RMSh、Z31、Z40、RMS4、RMS6與Km均呈正相關(guān)(rs=0.227、0.267、0.209、0.347、0.217、0.250，均P<0.05)。此外，高階像差與CCT、ACD、ACA均無(wú)相關(guān)性。

2.3屈光度與眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示(表4)，SE與年齡、AL、K2、Km均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與CCT、IOP、ACD、ACA、K1均無(wú)相關(guān)性(P>0.05)，且隨著眼軸的增長(zhǎng)，近視程度加深(圖1)。將年齡、AL、K1、K2、Km納入多元回歸分析，以P<0.05表示對(duì)屈光度有影響，得到公式SE=-1.232×AL-0.602×K2+51.184，該回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=52.391，P<0.001)。

表3 高階像差與年齡及眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析

高階像差相關(guān)性分析年齡球鏡度柱鏡度SEALK1K2KmRMSgrs-0.0280.056-0.838-0.322-0.0890.0220.4210.227P0.7610.553<0.001<0.0010.3530.813<0.0010.014RMShrs0.009-0.054-0.279-0.189-0.2280.2030.3250.267P0.9240.5620.0020.0420.0160.029<0.0010.004Z33rs0.071-0.053-0.239-0.171-0.039-0.0600.0720.023P0.4490.5740.0100.0660.6820.5220.4410.809Z31rs0.003-0.009-0.134-0.089-0.185-0.2140.2260.209P0.9700.9280.1510.3440.0520.0210.0150.025Z40rs0.125-0.152-0.058-0.194-0.1010.3260.3650.347P0.1810.1030.5370.0370.291<0.001<0.001<0.001RMS3rs0.069-0.058-0.225-0.171-1.850-0.0600.0720.023P0.4640.5380.0150.0660.0520.5220.4410.809RMS4rs0.110-0.139-0.097-0.203-1.0400.2180.2510.217P0.2390.1360.3020.0290.2790.0190.0070.019RMS5rs-0.2180.106-0.248-0.026-0.1020.0930.1800.152P0.0190.2560.0070.7850.2850.3190.0540.103RMS6rs0.065-0.112-0.242-0.223-0.1420.1850.2900.250P0.4880.2300.0090.0160.1380.0460.0020.007RMS7rs-0.109-0.057-0.240-0.191-0.0150.0860.1990.162P0.2430.5420.0090.0400.8720.3610.0320.083

表4 屈光度與年齡及眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析年齡ALK1K2KmCCTIOPACDACAr-0.281-0.400-0.181-0.292-0.2260.1010.1560.0440.006P0.002<0.0010.0520.0010.0150.2800.1080.6890.952

圖1 屈光度與眼軸的相關(guān)性散點(diǎn)圖。

2.4眼軸與眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，AL與年齡、球鏡度、K1、K2、Km、ACD具有相關(guān)性(r=0.280、-0.445、-0.500、-0.518、-0.576、0.433，均P<0.01)，與CCT、IOP、ACA均無(wú)相關(guān)性(P>0.05)。將上述相關(guān)因素納入多元回歸分析，以P<0.05表示對(duì)AL有影響，得到回歸方程AL=-0.405×Km-0.315×球鏡度+2.027×ACD+34.513(R2=0.757)，表明隨著眼軸的增長(zhǎng)，角膜曲率相對(duì)平坦，前房深度增加。

3 討論

高度近視被定義為屈光度≥-6.00D，可引起各種視網(wǎng)膜疾病，如脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮、脈絡(luò)膜新生血管和黃斑裂孔等，其與父母近視、近視基線年齡偏小、長(zhǎng)時(shí)間閱讀和近距離工作、兒童期戶外活動(dòng)減少有關(guān)[2]。本研究選取116例青少年高度近視患者為研究對(duì)象，觀察青少年高度近視患者高階像差、屈光度、眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化及其相關(guān)性。

屈光度是由角膜、晶狀體、眼軸、房水和玻璃體的屈光指數(shù)等相互作用的綜合結(jié)果。本研究發(fā)現(xiàn)，SE=-1.232×AL-0.602×K2+51.184，表明眼軸在高度近視發(fā)展過(guò)程中起重要作用。眼軸增長(zhǎng)機(jī)制目前尚不明確，有研究表明環(huán)境因素如大量的近距離工作可導(dǎo)致眼軸的增長(zhǎng)，促進(jìn)近視發(fā)展[3]。此外，角膜曲率與屈光度相關(guān)，隨著角膜曲率變陡峭，屈光度增加。此外，我們發(fā)現(xiàn)青少年高度近視患者K1與CCT呈負(fù)相關(guān)(r=-0.234，P=0.012)，即較高的角膜曲率角膜往往較薄，這與Muthu Krishnan等[4]對(duì)角膜厚度與角膜曲率的研究結(jié)果一致。

本研究納入患者平均眼軸為26.12±0.89mm，遠(yuǎn)高于山東省6364名4～18歲青少年眼軸(23.45±1.20 mm)[5]。Larsen[6]報(bào)道屈光度為-5.00D的患者(1852眼)在13歲時(shí)眼軸已達(dá)至成年人水平，表明高度近視的形成與眼軸增長(zhǎng)密切相關(guān)。本研究采用相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，眼軸與年齡呈正相關(guān)，分析可能與青少年身高、體質(zhì)量、隨著年齡的增長(zhǎng)用眼程度增加等有關(guān)。P?rssinen等[2]研究也表明，基線眼軸越長(zhǎng)的高度近視患者，隨著年齡的增長(zhǎng)，眼軸增加量越多。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，眼軸與角膜曲率呈負(fù)相關(guān)，表明隨著眼軸的增加，角膜曲率變平坦。Lee等[7]也發(fā)現(xiàn)高度近視患者角膜曲率顯著降低。此外，眼軸與前房深度呈正相關(guān)，與眼壓、前房角無(wú)關(guān)。然而Chung等[8]報(bào)道，中度近視眼的前房深度隨著眼軸的增加而增加，而高度近視眼的前房深度并無(wú)進(jìn)一步增加，這可能是眼軸過(guò)度延長(zhǎng)導(dǎo)致前房形態(tài)改變所致。高度近視與開角型青光眼密切相關(guān)，Yang等[9]對(duì)中國(guó)兒童非接觸眼壓的相關(guān)因素研究發(fā)現(xiàn)，眼壓和眼軸呈正相關(guān)，即眼軸較長(zhǎng)的患者具有較高的眼壓，因此高眼壓和長(zhǎng)眼軸會(huì)讓人懷疑兒童期高眼壓是否會(huì)導(dǎo)致眼球擴(kuò)張，從而導(dǎo)致眼軸的延長(zhǎng)[10]。本研究中未發(fā)現(xiàn)眼軸與眼壓具有相關(guān)性，與Edwards等[11]對(duì)進(jìn)展期近視患者非接觸眼壓的研究結(jié)果一致，分析可能與納入患者年齡偏小，受角膜生物力學(xué)影響及眼球自身代償有關(guān)。

人眼是一個(gè)具有不同像差的復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，這些像差是影響視覺(jué)質(zhì)量的重要因素，像差常分為低階像差(近視、遠(yuǎn)視、散光)和高階像差(三階及以上像差)，其中低階像差占所有波像差的90%以上，高階像差只占像差的一小部分[12-13]，低階像差可以通過(guò)傳統(tǒng)框架眼鏡或接觸鏡矯正，但殘留的高階像差難以通過(guò)傳統(tǒng)戴鏡矯正[14]，所以高階像差對(duì)視覺(jué)質(zhì)量的影響也成為研究的重點(diǎn)。

本研究應(yīng)用的Sirius Scheimpflug-Placido三維眼前節(jié)分析儀結(jié)合了旋轉(zhuǎn)Scheimpflug相機(jī)和Placido磁盤技術(shù)，在一次掃描中可獲得眼前段成像、前后角膜地形圖、波前像差和角膜厚度的測(cè)量[15]，操作簡(jiǎn)單快速，由于患者年齡較小，從而可有效避免主觀誤差。眼球高階像差與屈光度的相關(guān)性至今仍未得出一致的結(jié)論，既往研究表明高階像差與屈光不正類型之間沒(méi)有顯著的相關(guān)性[16-17]，然而Kasahara等[18]對(duì)病理性近視患者的高階像差進(jìn)行評(píng)估發(fā)現(xiàn)，高度近視眼由于眼內(nèi)像差的增加而比正視眼有更多的高階像差，Choi等[19]研究發(fā)現(xiàn)青少年散光與角膜高階像差顯著相關(guān)，即散光越大，高階像差增加，對(duì)視覺(jué)質(zhì)量產(chǎn)生影響。本研究發(fā)現(xiàn)，高階像差與球鏡度無(wú)相關(guān)性，多數(shù)高階像差與柱鏡度、等效球鏡、角膜曲率相關(guān)，其中RMS5與年齡呈負(fù)相關(guān)，且總高階像差隨著近視程度的增加而增加，與眼軸呈負(fù)相關(guān)，故認(rèn)為眼軸增長(zhǎng)對(duì)減少高階像差具有重要作用，眼軸增長(zhǎng)可能作為減少高階像差的一種代償方式，促進(jìn)近視的發(fā)展。高階像差與角膜曲率的相關(guān)性說(shuō)明角膜形態(tài)對(duì)視覺(jué)質(zhì)量具有重要影響。

球差對(duì)視覺(jué)質(zhì)量有明顯的影響，研究表明球差是調(diào)節(jié)過(guò)程中導(dǎo)致圖像質(zhì)量變化的主要高階像差[20]，球差可增加景深，同時(shí)可造成視網(wǎng)膜尤其是黃斑區(qū)成像模糊，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)節(jié)反應(yīng)的準(zhǔn)確性下降[21]。本研究中，球差(Z40)與等效球鏡、角膜曲率相關(guān)，即高度近視眼隨著近視程度及角膜曲率的增加，球差增加，但與眼軸無(wú)顯著相關(guān)性。然而，Little等[22]對(duì)北愛(ài)爾蘭青少年屈光不正和高階像差的研究發(fā)現(xiàn)，5mm瞳孔直徑時(shí)，球差與眼軸長(zhǎng)度顯著相關(guān)，隨著眼軸的增長(zhǎng)，球差減小，軸性高度近視的眼軸增長(zhǎng)也許是為了減少球差、提高視覺(jué)清晰度的一種適應(yīng)性變化；Anbar等[23]對(duì)不同屈光度患者的研究發(fā)現(xiàn)，高度遠(yuǎn)視與其他屈光度患者比較，球差最低，且表明球差與屈光度無(wú)線性關(guān)系，分析可能與眼部球差與屈光狀態(tài)是處在動(dòng)態(tài)變化有關(guān)。彗差、三葉草像差也是影響視覺(jué)質(zhì)量的高階像差，Zhao等[24]認(rèn)為三階像差是影響中低頻視覺(jué)質(zhì)量的主要因素，Z33(三葉草Trefoil)、Z31(水平位彗差)和Z51是影響視覺(jué)敏感度的主要成分。本研究未發(fā)現(xiàn)三階像差、Z31與屈光度、眼軸的相關(guān)性，可能是由于本研究中受檢者年齡、瞳孔分析直徑、屈光度分布、像差測(cè)量?jī)x器等差異所致。

本研究為橫斷面研究，分析了青少年高度近視患者眼部結(jié)構(gòu)參數(shù)和高階像差的特征及其關(guān)系，為青少年高度近視的防控提供了理論依據(jù)。由于高度近視伴隨著眼球結(jié)構(gòu)的不斷變化，關(guān)于高度近視視覺(jué)質(zhì)量的研究仍需要前瞻性縱向研究進(jìn)一步探索。