角膜塑形鏡停戴1 個(gè)月后角膜形態(tài)改變及上皮和基質(zhì)重分布的觀察研究

楊穎 周行濤 陳志 曾里 張哲 周佳奇

(1．南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬江蘇省中醫(yī)院眼科 南京 210029；2.復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科 上海 200031；3.衛(wèi)生部近視眼重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 上海 200031)

角膜塑形鏡作為目前近視防控的有效措施之一，已得到越來(lái)越多的關(guān)注和研究[1]。盡管角膜塑形鏡改變角膜生物力學(xué)和形態(tài)的具體機(jī)制不明，但是角膜組織重塑尤其是上皮的重新分布已受到廣泛關(guān)注，也被越來(lái)越多的研究所證實(shí)。觀察角膜上皮可通過(guò)共焦顯微鏡[2]、高頻超聲[3]、前節(jié)光學(xué)相干層析成像(optical coherence tomography, OCT)[4]等，其中前節(jié)OCT具有無(wú)創(chuàng)、快速、高分辨率等優(yōu)點(diǎn)，為觀察角膜塑形過(guò)程中上皮的變化情況提供了便利，同時(shí)其自帶軟件分析功能可以提供區(qū)域角膜厚度和上皮厚度數(shù)值的直觀呈現(xiàn)[5]。很多學(xué)者利用前節(jié)OCT觀察到角膜上皮在塑形鏡配戴后發(fā)生重新分布，中央變薄，旁中央?yún)^(qū)變厚，同時(shí)伴有旁中央?yún)^(qū)基質(zhì)增厚[6-8]。但是在角膜塑形恢復(fù)過(guò)程中的上皮和基質(zhì)變化少有研究。本研究利用第4代傅里葉域光學(xué)相干層析成像(FD-OCT)觀察停戴角膜塑形鏡1個(gè)月后，角膜形態(tài)改變及上皮和基質(zhì)重新分布情況。

1 資料與方法

1.1 資料 選取2021年7月~2021年8月在復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院接觸鏡門(mén)診因換鏡等原因需要停戴角膜塑形鏡的兒童近視患者20例(男6例、女14例)，平均年齡為(13.30±2.51)歲，平均等效球鏡度數(shù)(-3.97± 0.75 )D，戴鏡時(shí)間3~5年，取右眼納入連續(xù)觀察研究。入選標(biāo)準(zhǔn)：①年齡8~17歲；②近視度不超過(guò)-5.00 DS，順規(guī)散光＜-1.50 DC;③OK鏡配戴1年以上，治療后穩(wěn)定的裸眼視力可達(dá)1.0；④能按時(shí)隨訪檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：硬性角膜接觸鏡(RGP)配戴史，有其他眼部疾病(包括圓錐角膜) 及全身疾病。所有患者及監(jiān)護(hù)人均簽署了知情同意書(shū)，本研究獲得復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，并嚴(yán)格遵守《赫爾辛基宣言》。

1.2 方法

1.2.1 常規(guī)檢查 所有患者在停戴當(dāng)天和停戴后1個(gè)月行常規(guī)裸眼和矯正視力檢查、主覺(jué)驗(yàn)光檢查、裂隙燈檢查眼前節(jié)及以及角膜地形圖(E300, Medmont, 澳大利亞)檢查。停戴當(dāng)天檢查在摘鏡4 h內(nèi)完成。所有患者配戴鏡片類(lèi)型為四區(qū)逆幾何設(shè)計(jì)高透氧硬性角膜接觸鏡 (Boston EqualensⅡ, Euclid, 美國(guó))。

1.2.2 FD-OCT掃描 第4代FD-OCT((RTVue100，Optovue公司，美國(guó))每秒可進(jìn)行26 000次A-scan、獲取256~4 096幀圖像，極大地縮短了成像時(shí)間，掃描光波長(zhǎng)為(840±l0)nm，帶寬170 nm，軸向分辨率可達(dá)3~5 μm，通過(guò)附加一個(gè)儀器自帶的前節(jié)模塊(Corneal Adaptor Module，CAM)和豐富的分析軟件，不僅可以對(duì)所獲二維圖像進(jìn)行定量測(cè)量，還可以進(jìn)行三維重建，使得組織結(jié)構(gòu)的觀察更為細(xì)致全面。選擇Pachymetry掃描模式，調(diào)整焦點(diǎn)使其聚焦于角膜頂點(diǎn)(或瞳孔中心)，當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像上能見(jiàn)到過(guò)角膜頂點(diǎn)的垂直閃光帶時(shí)，按下手動(dòng)控制桿頂端的按鈕，即完成了一次掃描和自動(dòng)測(cè)厚。所有OCT檢查均由同一位操作熟練的眼科醫(yī)師來(lái)完成，測(cè)量3次取平均值納入后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。

在自動(dòng)輸出的厚度圖上，直徑6 mm的中央角膜被劃分為三大區(qū)域：①中央2 mm區(qū)，即瞳孔中心對(duì)應(yīng)的角膜頂點(diǎn)區(qū)域；②旁中央2~5 mm的內(nèi)環(huán)區(qū)；③周邊5~6 mm的外環(huán)區(qū)。以上2個(gè)環(huán)形區(qū)又按照鼻側(cè)、顳側(cè)、上方、下方、鼻上、顳上、鼻下、顳下各自平均分為8個(gè)扇形區(qū)，因此共分為17個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均有其角膜總體厚度和角膜上皮厚度數(shù)值的直觀呈現(xiàn)(圖1)。參考既往文獻(xiàn)[8-10]，角膜總體厚度減去上皮厚度得出基質(zhì)厚度。值得說(shuō)明的是，這種方法得到的基質(zhì)厚度并不是真實(shí)的基質(zhì)厚度，但是上皮OCT無(wú)法精確界定角膜各層厚度，所以本文延用了既往的方法。

圖1 停戴前后17分區(qū)上皮分布情況

1.2.3 塑形降度預(yù)測(cè) 運(yùn)用Munnerlyn公式[11]t=S2×D/8(n-1)計(jì)算預(yù)測(cè)塑形降度，t用上皮OCT自動(dòng)生成的Max-Min代入，S用Medmont角膜地形圖切線差異圖中0度子午線塑形區(qū)直徑代入，n為角膜屈光指數(shù)1.377，將預(yù)測(cè)降度與實(shí)際降度進(jìn)行比較。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 26軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗(yàn)符合正態(tài)分布后，以表示，不符合正態(tài)分布則采用秩和檢驗(yàn)。采用配對(duì)t檢驗(yàn)比較停戴前和停戴1個(gè)月后角膜厚度及上皮基質(zhì)厚度變化，采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較預(yù)測(cè)度數(shù)與實(shí)際矯正度數(shù)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 停戴前后常規(guī)檢查 停戴前后等效球鏡度數(shù)、視力和角膜曲率情況見(jiàn)表1。

表1 停戴前后常規(guī)檢查

2.2 角膜形態(tài)改變及上皮重新分布情況 停戴前后角膜上皮區(qū)域分布見(jiàn)圖1。停戴1個(gè)月后角膜中央厚度(t=-4.288，P＜0.001)、角膜最薄點(diǎn)厚度(t=-4.457，P＜0.001)、角膜中央2 mm上皮厚度(t=-4.807，P＜0.001)顯著增厚，角膜厚度變化和上皮厚度顯著相關(guān)(t=3.472，P=0.003；圖2)，基質(zhì)厚度無(wú)明顯變化。旁中央?yún)^(qū)整體上皮厚度停戴前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但顳上(t=-2.629，P=0.017)及顳側(cè)(t=-2.428，P=0.025)上皮顯著增厚；旁中央?yún)^(qū)整體基質(zhì)(t=2.656，P=0.016)和角膜(t=18.027，P＜0.001)厚度變薄，尤以鼻下方和顳上方基質(zhì)顯著變薄(t=-3.237，P=0.004；t=8.539，P＜0.001)。周邊區(qū)上皮變化差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，基質(zhì)和角膜厚度明顯變薄(t=2.635，P=0.016；t=3.435，P=0.003；表2)。

圖2 停戴前后中央角膜和上皮厚度改變的線性相關(guān)散點(diǎn)圖及回歸方程

表2 停戴前后整體區(qū)域角膜組織厚度比較 單位：μm

2.3 預(yù)測(cè)降度與實(shí)際降度比較 預(yù)測(cè)塑形后降度顯著低于實(shí)際降度，(2.80±0.54)Dvs(3.85±0.54)D，t=5.975，P＜0.001。

3 討論

角膜塑形鏡通過(guò)重塑角膜形態(tài)，可迅速讓患者獲得清晰的脫鏡視力。中央上皮厚度變薄的機(jī)制首先是由Swarbrick等[12]在1998年提出的，并且得到了后續(xù)很多研究[13-14]的證實(shí)，但是其他區(qū)域上皮如何重新分布以及角膜基質(zhì)的改變規(guī)律，仍然存在爭(zhēng)議。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)塑形鏡配戴后中央上皮厚度變薄，并且中央基質(zhì)厚度增厚[15]，但也有研究認(rèn)為中央基質(zhì)無(wú)明顯變化[16]。Qian等[7]通過(guò)FD-OCT觀察發(fā)現(xiàn)配戴角膜塑形鏡14 d內(nèi)角膜上皮最薄點(diǎn)位于旁中央顳側(cè)和下方區(qū)域，最厚點(diǎn)位于周邊上方和下方區(qū)域。Zhou等[17]認(rèn)為配戴塑形鏡后角膜陡軸和平軸上皮厚度改變不同，與角膜散光相關(guān)。Kim等[8]通過(guò)頻域OCT觀察到中央角膜厚度和旁中央角膜厚度變薄，周邊角膜厚度增厚，旁中央基質(zhì)厚度增厚。目前大多數(shù)研究是觀察角膜塑形鏡配戴過(guò)程中角膜形態(tài)及上皮分布情況，但是停戴過(guò)程少有觀察。本研究正是利用最新一代FDOCT觀察停戴過(guò)程中角膜形態(tài)及上皮重新分布情況，并且發(fā)現(xiàn)上皮和基質(zhì)的重塑可逆。

本研究觀察發(fā)現(xiàn)，與既往研究中配戴過(guò)程發(fā)生的改變相反，在停戴1個(gè)月后中央上皮厚度發(fā)生了顯著增厚，并且與角膜厚度改變顯著相關(guān)，而中央基質(zhì)厚度無(wú)明顯變化。與其他前期研究對(duì)照，上皮基本恢復(fù)到正常狀態(tài)[7,18]。整體而言，旁中央上皮厚度和中央上皮厚度有增厚的趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中旁中央顳上及顳側(cè)上皮顯著增厚。而旁中央?yún)^(qū)和周邊部基質(zhì)和角膜明顯變薄，有顯著改變的區(qū)域?yàn)楸窍路胶惋D上方基質(zhì)。值得注意的是，在停戴后中周部基質(zhì)和角膜發(fā)生明顯變薄，而上皮僅部分區(qū)域增厚明顯。因此，我們的研究結(jié)果關(guān)于中央上皮的變化規(guī)律和先前的大多數(shù)研究結(jié)果都是一致的，配戴過(guò)程中變薄，自然在停戴后就會(huì)增厚。停戴以后旁中央?yún)^(qū)顳上及顳側(cè)上皮增厚明顯，提示塑形鏡配戴中鼻顳側(cè)上皮的不對(duì)稱(chēng)分布。Lian等[19]發(fā)現(xiàn)配戴角膜塑形鏡后水平徑向鼻顳側(cè)上皮變厚，而垂直徑向上方上皮變薄，并認(rèn)為這種不一致的區(qū)域變化與眼瞼擠壓及鏡片偏心有關(guān)。塑形鏡矯正的壓平區(qū)約在中央3~4 mm，中周部的環(huán)曲弧區(qū)位于4~6 mm區(qū)域[8]，上皮地形圖的2~5mm旁中央?yún)^(qū)既包含壓平區(qū)，又包含環(huán)曲弧區(qū)，可能造成本研究中周部上皮整體改變不明顯。既往研究表明中周部基質(zhì)在配戴過(guò)程中增厚，因此本研究觀察到停戴后中周部基質(zhì)就會(huì)變薄，周邊5~6 mm區(qū)域變薄約5 μm，旁中央?yún)^(qū)變薄約2 μm。配戴過(guò)程中基質(zhì)重塑越往周邊越明顯[8]，停戴恢復(fù)也是遵循同樣的規(guī)律。中周部基質(zhì)在配戴過(guò)程中增厚的機(jī)制目前尚無(wú)定論，但是研究者們認(rèn)為不完全是因?yàn)橐勾魉苄午R造成的角膜水腫[20]，可能還與反轉(zhuǎn)弧的負(fù)性壓力有關(guān)[8]。

Munnerlyn公式是屈光手術(shù)中計(jì)算切削深度的公式，與塑形預(yù)測(cè)原理類(lèi)似。我們運(yùn)用Munnerlyn公式計(jì)算預(yù)測(cè)降度，得出的預(yù)測(cè)塑形度數(shù)顯著低于實(shí)際塑形度數(shù)，也提示角膜塑形鏡的塑形機(jī)制可能不僅僅跟上皮重塑有關(guān)。

本研究的不足之處在于樣本例數(shù)偏少，納入的停戴患者都是出于更換鏡片需要。因?yàn)橥４魍鶗?huì)給患者的學(xué)習(xí)用眼帶來(lái)不便，門(mén)診醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)豐富可以不通過(guò)停戴重新驗(yàn)配，因此可納入病例不多，再加上疫情影響，一些未能及時(shí)復(fù)診的患者已被剔除。另外，我們未能進(jìn)行不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的觀察，未能了解停戴過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化。因?yàn)槿脒x病例已戴鏡1年以上，當(dāng)時(shí)未考慮觀察上皮改變，導(dǎo)致缺少基線數(shù)據(jù)。所有病例停戴1個(gè)月以上，基本可以恢復(fù)基線水平，而且最終恢復(fù)值不是本研究所關(guān)注的，我們著重觀察的是恢復(fù)過(guò)程中的變化趨勢(shì)和規(guī)律。

綜上所述，本研究用FD-OCT觀察停戴角膜塑形鏡后改變發(fā)現(xiàn)，與配戴過(guò)程上皮重分布規(guī)律相反，停戴后中央?yún)^(qū)以上皮增厚改變?yōu)橹?，旁中央?yún)^(qū)和周邊部以基質(zhì)變薄改變?yōu)橹?。通過(guò)Munnerlyn公式計(jì)算得出的預(yù)測(cè)塑形度數(shù)顯著低于實(shí)際塑形度數(shù)，也提示角膜塑形鏡的塑形機(jī)制可能不僅僅跟上皮重塑有關(guān)，基質(zhì)的作用也應(yīng)考慮其中。關(guān)于角膜塑形鏡停戴后的角膜形態(tài)改變和上皮基質(zhì)重塑規(guī)律值得進(jìn)一步研究。