軟件分析瞼板腺囊腫術后兒童瞼板腺功能和形態(tài)

駱文婷，邸悅，李思紅，喬彤

(上海市兒童醫(yī)院 上海交通大學附屬兒童醫(yī)院眼科，上海 200062)

瞼板腺囊腫是一個兒童常見的眼瞼疾病。由于兒童處于視覺發(fā)育的關鍵期，大的瞼板腺囊腫可能會造成繼發(fā)性上瞼下垂、弱視，并可引發(fā)高階像差，導致視覺質(zhì)量明顯降低[1]。外生型的瞼板腺囊腫會造成眼瞼皮膚面明顯瘢痕形成，眼瞼畸形，甚至毀容，嚴重者需要進行整形或植皮治療。保守治療無效時，瞼板腺囊腫切除術[2]仍是最有效的治療方法。

瞼板腺囊腫炎癥累及上、下眼瞼的瞼板腺組織，炎癥過程或瞼板腺囊腫切除術均可能損害相關瞼板腺[3]。瞼板腺是上下眼瞼瞼板內(nèi)最大的油脂腺腺體，瞼板腺分泌的正常脂質(zhì)形成淚液的脂質(zhì)層，能夠鎖住淚液的水分，避免過度蒸發(fā)。健康的淚液對于維持清晰視覺和保持眼表健康非常必要。瞼板腺腺管阻塞導致瞼板腺囊腫形成，當阻塞加重時，瞼板腺邊緣形成一個明顯的結(jié)節(jié)，導致其無法正常分泌脂質(zhì)，引起淚液的過度蒸發(fā)，導致干眼[4]。瞼板腺囊腫的主要病因是瞼板腺功能障礙[5]，可引發(fā)瞼板腺相關性角結(jié)膜病變，以偏下方暴露的角膜結(jié)膜被熒光素鈉染色為特征，新近研究通過瞼板腺分析儀和角膜光學斷層掃描儀對兒童瞼板腺相關性角結(jié)膜病變的損傷進行量化[6]。近年來，兒童瞼板腺功能障礙疾病已逐漸受到眼科醫(yī)師的重視，但常因誤診導致病情遷延，嚴重者可致角膜潰瘍，影響視力。

以往對瞼板腺囊腫疾病的關注點僅在于眼瞼包塊大小以及有無累及皮膚面。Oculus眼表分析儀為充分認識瞼板腺囊腫提供了幫助，既往研究運用Oculus眼表分析儀可以直觀準確地觀察分析瞼板腺及瞼板腺開口的形態(tài)，并測量淚膜破裂時間及下淚河高度(lower tear meniscus height，LTMH)[7-8]。但由于瞼板腺邊界彎曲，形態(tài)不規(guī)則，而Oculus并未搭載計算瞼板腺缺失率的軟件，故瞼板腺測量計算的難度較大。本研究采用Image J軟件選取瞼板腺邊界，計算瞼板腺缺失率，分析瞼板腺囊腫術后兒童瞼板腺缺失與淚膜不穩(wěn)定之間的關系。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年2月1日至6月30日在上海交通大學附屬兒童醫(yī)院眼科行雙眼瞼板腺囊腫手術的34例(68眼)兒童瞼板腺囊腫患者作為瞼板腺囊腫組，其中男17例、女17例，年齡4～10歲，平均(6.7±1.8)歲；角膜曲率39.70～-47.80 D，平均(43.14±1.50) D；角膜散光0.10～4.40 D，平均1.05(0.8，1.48) D。同時選取21例(39眼)無癥狀門診兒童作為對照組，男13例、女8例，年齡6～12歲，平均(9.2±1.9)歲；角膜曲率38.60～45.20 D，平均(42.53±1.28) D；角膜散光0.20～2.50 D，平均(1.17±0.56) D。瞼板腺囊腫組年齡明顯低于正常組(t=6.500,P<0.001)；而瞼板腺囊腫組角膜曲率明顯高于正常組角膜曲率(t=2.227，P=0.028)。兩組性別比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.048)，兩組角膜散光比較差異無統(tǒng)計學意義(Z=0.178,P=0.858)。本研究經(jīng)上海市兒童醫(yī)院倫理委員會批準(2019R009-F01)，所有患兒家屬均簽署了知情同意書。

1.2納入與排除標準 正常對照組納入標準：①年齡4～10歲；②未接受過眼部手術；③無瞼板腺相關眼病。瞼板腺囊腫組納入標準：①年齡6～12歲；②雙眼瞼板腺囊腫術后1個月以上。排除標準：①角膜接觸鏡配戴史；②長期或近期使用影響淚液分泌及淚膜穩(wěn)定性的藥物(如皮質(zhì)類固醇、抗青光眼藥)；③干眼、圓錐角膜、青光眼、角膜炎、慢性淚囊炎等眼部疾??；④有瞼板腺囊腫手術外的其他眼部手術史及外傷史；⑤患有系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕關節(jié)炎等全身結(jié)締組織及自身免疫性疾病。

1.3方法

1.3.1檢查項目 先用裂隙燈眼前節(jié)檢查排除角膜結(jié)膜炎癥。使用Keratograph 5M眼表分析儀(德國 Oculus,型號77000)測量角膜地形圖，觀察瞼板腺的形態(tài)及數(shù)量，并且測量相關淚膜功能指標，包括非侵入性首次淚膜破裂時間(non-invasive first tear film break up time，NIBUTf)、非侵入性平均淚膜破裂時間、LTMH及眼紅分析。Oculus眼表分析儀通過采集的紅外線瞼板腺圖片判斷瞼緣開口和瞼板腺缺失程度。

1.3.2檢查方法 檢查室室內(nèi)溫度22～28 ℃，相對濕度為30%～50%，避免使用空氣流動設備。Keratograph 5M眼表分析儀檢查順序如下：①檢測NIBUTf和非侵入性平均淚膜破裂時間。暗室條件下，患者下頜落定于頜托，前額與額帶貼緊，雙眼自然睜開，使Placido盤投影至角膜表面并對焦；囑注視中心紅點，并充分瞬目兩次后盡可能保持睜眼，設備自動測量，重復測量兩次，取平均值。②測量LTMH：淚河圖是初步判斷淚液分泌量的指標。使用Oculus分析儀檢查時，淚河圖自動呈現(xiàn)，手動測量淚河上下極對應點寬度，取兩次測量平均值。若淚河連續(xù)性好，取瞳孔中心正下方作為測量位置；若淚河連續(xù)性欠佳，取瞳孔正下方、內(nèi)眥偏瞳孔、外眥偏瞳孔作為測量位置，取3個位置測量的平均值，正常應>0.2 mm。③眼紅分析：分為0～4級，0～1級正常，等級越高，眼表充血越嚴重。④角膜地形圖：將Placido盤投影至角膜表面并對焦，設備自動采集圖像，重復兩次，取角膜曲率及角膜散光的平均值。⑤瞼板腺拍攝：選取上眼瞼成像界面，翻轉(zhuǎn)上眼瞼，通過非侵入性紅外線瞼板腺成像系統(tǒng)觀察瞼板腺腺體，手動對焦后，采集圖片。由于下眼瞼瞼板的支撐力普遍較弱，下眼瞼瞼板腺圖像顯像欠清晰，本研究全部選取上眼瞼瞼板腺圖片。

通過Image J軟件計算獲得瞼板腺缺失值，即瞼板腺缺失=瞼板腺缺失面積/整個上眼瞼面積(圖1)。依據(jù)瞼板腺評分標準[9]評價眼瞼部分或完全瞼板腺缺失情況，0分：無瞼板腺缺失；1分：受累瞼板腺面積小于全部瞼板腺面積的33%(即瞼板腺缺失<33%)；2分，受累瞼板腺面積占全部瞼板腺面積的33%～66%；3分，受累瞼板腺面積超過全部瞼板腺面積的66%(即瞼板腺缺失>66%)。單眼瞼板腺評分即該眼上下眼瞼評分的總和。

1.4觀察指標 采用Zhao等[7]創(chuàng)立的瞼板腺扭曲度評分標準進行評價，0級：瞼板腺無扭曲。1級：瞼板腺扭曲度>90°，瞼板腺缺失面積<1/3。2級：瞼板腺扭曲度>90°，瞼板腺缺失面積1/3～2/3；或瞼板腺扭曲度：45°～90°，瞼板腺缺失面積<1/3。3級：瞼板腺扭曲度>90°，瞼板腺缺失面積>2/3；瞼板腺扭曲度45°～90°，瞼板腺缺失面積1/3～2/3。4級：瞼板腺扭曲度：45°～90°，或瞼板腺缺失面積>2/3；瞼板腺扭曲度<45°，瞼板腺缺失面積<50%。5級：瞼板腺扭曲度<45°，瞼板腺缺失面積>50%，見圖1。

圖1 瞼板腺扭曲度分級圖片

采用Image J軟件測量正常對照組的上瞼板圖像，上瞼板整體面積為148 334像素數(shù)，見圖2a；測量瞼板腺缺失面積為23 449像素數(shù)，見圖2b；瞼板腺缺失率為15.8%。

2a:上瞼板面積 2b:缺失瞼板腺面積及比例

采用Image J軟件測量瞼板腺囊腫術后上瞼板整體面積為82 989像素數(shù)，見圖3a；測量瞼板腺缺失面積為48 675像素數(shù)，見圖3b；瞼板腺缺失率為58.65%。

3a:上瞼板面積 3b:上瞼板腺缺失面積及比例

采用MATLAB 2016b軟件計算所采集的瞼板腺圖片面積。將圖像輸入MATLAB 2016b軟件，進行8種不同數(shù)字圖像增強，通過提高對比度和降低圖像噪聲自動識別瞼板腺邊緣(不調(diào)整、不銳化、Butterworth濾波、Laplace增強、對數(shù)變換、伽馬矯正，直方圖均衡，圖像提取)；通過圖像轉(zhuǎn)換獲得瞼板腺囊腫術后瞼板腺二值圖像，見圖4a；通過瞼板腺區(qū)域自動識別獲得瞼板腺囊腫術后瞼板腺腺泡區(qū)域圖像，見圖4b；并通過計算得出整體分析區(qū)域的比例，即瞼板腺腺泡比例。

4a:瞼板腺囊腫術后瞼板腺二值圖像 4b:瞼板腺囊腫術后瞼板腺區(qū)域圖像

2 結(jié) 果

2.1兩組瞼板腺及淚液參數(shù)比較 與正常對照組相比，瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率、瞼板腺缺失評分均明顯升高(P<0.01)，瞼板腺數(shù)量、瞼板腺腺泡比例、LTMH均明顯降低(P<0.01)，兩組瞼板腺彎曲度、NIBUTf、眼紅分析評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2兩組不同瞼板腺缺失率分布及相關性分析 瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率為10%～20%的人數(shù)最多，共16例；正常組瞼板腺缺失率為0%～10%的人數(shù)最多，共17例，見表2。瞼板腺囊腫組年齡、性別均與瞼板腺缺失率無相關性(rs=-0.216，P=0.077；rs=-0.094，P=0.448)。瞼板腺囊腫組的瞼板腺數(shù)量與瞼板腺缺失率呈負相關(rs=-0.711，P<0.001)，瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率與瞼板腺扭曲度呈負相關(rs=-0.328P=0.006)。瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率與NIBUTf、LTMH、眼紅分析均無相關性(rs=-0.165，P=0.179；rs=0.152，P=0.216，rs=-0.037，P=0.767)。而瞼板腺囊腫組LTMH與NIBUTf呈正相關(rs=0.351，P=0.003)。

3 討 論

瞼板腺缺失可見于兒童瞼板腺囊腫患者和部分正常兒童。瞼板腺囊腫及手術操作均可導致大量瞼板腺管的缺失。家長和眼科醫(yī)師通常僅關注外生型瞼板腺囊腫造成的皮膚面瘢痕，而常忽視了瞼板腺囊腫所致瞼板腺腺體阻塞和缺失對正常淚膜脂質(zhì)層分泌的影響，最終導致淚液蒸發(fā)增加，影響眼健康。隨著醫(yī)療技術的不斷提高，對瞼板腺的研究逐漸深入，針對瞼板腺囊腫發(fā)生的瞼板腺形態(tài)研究將為明確瞼板腺管彎曲與瞼板腺管阻塞缺失的關系提供幫助。

多項研究對瞼板腺形態(tài)特點及伴有眼表疾病(如瞼板腺功能障礙)的治療進行了研究，Bron和Tiffany[10]發(fā)現(xiàn)，蒸發(fā)過強型干眼的最常見病因是瞼板腺功能障礙，也可偶發(fā)于無癥狀患者。Mizoguchi等[11]研究發(fā)現(xiàn)，眼表炎癥會造成瞼板腺結(jié)構(gòu)和功能的改變；Watters等[12]報道了瞼板腺功能障礙患者眼表的微生物種類。研究證實，Oculus眼表分析儀能夠獲得客觀有效的NIBUT、LTMH值，且檢查過程較舒適[13]。瞼緣的異常、瞼板腺腺體的分泌物、瞼板腺形態(tài)學的缺失程度是臨床評價瞼板腺的形態(tài)和功能的最重要參數(shù)[14]。瞼板腺攝像(即使用紅外濾波器)通過光照使瞼板腺結(jié)構(gòu)可視化，已成為了解瞼板腺缺失及追蹤疾病進程的重要工具[15-18]。非接觸式瞼板腺攝像系統(tǒng)是一種實用且易被患兒接受的獲得瞼板腺結(jié)構(gòu)信息的檢查方法。既往瞼板腺相關研究主要關注健康人群的瞼板腺缺失[19-21]及彎曲度[7]，未對兒童瞼板腺囊腫患者瞼板腺形態(tài)進行充分闡述。

表1 兩組瞼板腺及淚液參數(shù)比較

表2 兩組不同瞼板腺缺失率分布 (例)

本研究通過Image J軟件計算獲得瞼板腺缺失數(shù)據(jù)，并對該數(shù)據(jù)進行評價，避免了既往僅憑肉眼主觀判斷所獲得瞼板腺缺失而導致的誤差。兒童瞼板腺缺失與成人不同。多項研究表明，瞼板腺改變與年齡密切相關[15,20,22-24]，年齡是最明顯的瞼板腺缺失的危險因素，本研究中，年齡、性別均與瞼板腺缺失率無相關性，可能與納入研究對象均為年幼兒童有關。NIBUTf可能受到多重因素的影響，且正常人群的NIBUTf變異亦較大。研究顯示，瞼板腺缺失率與NIBUTf及LTMH不相關[15,17]，可根據(jù)LTMH判斷淚液分泌量，而淚液分泌量與瞼板腺功能間接相關，本研究結(jié)果與其一致，瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率及LTMH明顯低于正常對照組，兩組NIBUTf比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。淚膜指標雖然不能直接評價瞼板腺功能，但瞼板腺腺體缺失能間接造成LTMH變窄，使淚液蒸發(fā)加快、淚液量減少。

本研究結(jié)果顯示，瞼板腺囊腫組與正常對照組瞼板腺彎曲度比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但瞼板腺囊腫組瞼板腺缺失率與瞼板腺彎曲度呈負相關，推測可能與瞼板腺囊腫組缺失的瞼板腺數(shù)量較多有關。目前無法明確瞼板腺管阻塞的原因，即瞼板腺管阻塞前瞼板腺缺失和瞼板腺彎曲發(fā)生的先后順序還需要后期對瞼板腺形態(tài)變化研究的確定。

除NIBUTf或淚河高度變異大之外，健康兒童的瞼板腺形態(tài)變異也較大[17]。本研究結(jié)果顯示，正常兒童也存在無癥狀的瞼板腺缺失，瞼板腺可代償瞼板腺的少量缺失。有文獻顯示，健康人群瞼板腺的變異可能與環(huán)境污染、電子產(chǎn)品使用有關[25]。Tichenor等[26]的研究顯示，青少年淚膜和瞼板腺疾病與電子產(chǎn)品使用無關。但長期使用電子產(chǎn)品對眼健康的影響尚不明確。有報道稱，蠕形螨感染與瞼板腺功能障礙及瞼板腺相關性角結(jié)膜病變有關[27]。另有研究顯示，上下眼瞼的瞼板腺缺失率并無顯著差異[28]。由于兒童的配合度相對較差，難以進行大樣本研究，且下瞼結(jié)膜面較上瞼結(jié)膜面的瞼板腺圖像成像質(zhì)量差，因此本研究存在樣本量較小、僅分析了上眼瞼的瞼板腺形態(tài)等不足，仍需要大樣本多中心全面的研究進一步證實。

綜上所述，瞼板腺囊腫瞼板腺缺失率與瞼板腺彎曲度有關，瞼板腺的彎曲、阻塞所致的腺體阻塞可能導致瞼板腺囊腫。先天或獲得性瞼板腺改變可能引起兒童多發(fā)性瞼板腺囊腫，瞼板腺缺失不僅常見于瞼板腺囊腫患兒，也可見于部分正常兒童。