學齡兒童周邊眼軸長度及視網(wǎng)膜曲率與屈光狀態(tài)的關聯(lián)性

何曦 華梓煜 李仕明 閆昕 蔣嫣 蔡志寧 劉怒飛 康玉婷 馬爽 黃凌鋆 李涵悅

首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院 北京同仁眼科中心 北京市眼科學與視覺科學重點實驗室，北京 100730

近視已成為全球性公共衛(wèi)生問題，預計到2050年全球?qū)⒂薪肴丝陬净冀?，其中約10%為高度近視[1]。高度近視會增加眼組織嚴重并發(fā)癥的發(fā)生風險，導致患者視力障礙或喪失，影響患者生活質(zhì)量，而兒童期早發(fā)近視是高度近視防控的重點。目前近視的發(fā)生機制仍未完全闡明，但動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，周邊視網(wǎng)膜的成像質(zhì)量對于眼球的生長發(fā)育同樣重要[2]。近視患者周邊屈光度比正視眼和遠視眼更易向遠視漂移，其可能原因是近視眼的軸向眼軸長度增長速度比赤道部快，導致周邊眼軸長度比中央更短，使光線的焦點落在周邊視網(wǎng)膜之后[3]。近視眼的眼球形態(tài)和增長模式與正視眼及遠視眼不同，視網(wǎng)膜曲率也隨之發(fā)生改變，可以通過影像學檢查方法進行研究。MRI研究表明，近視患者的眼球在長、寬、高3個維度均增加，但以長軸方向的增長最為明顯[3]。眼球形態(tài)和視網(wǎng)膜曲率改變可能發(fā)生在屈光度改變之前，因此構建眼球或視網(wǎng)膜形態(tài)學特征模型有助于預測近視的發(fā)生和發(fā)展。獲得視網(wǎng)膜形態(tài)特征的方法包括MRI、光相干斷層掃描和超聲技術等，但存在價格昂貴或檢查儀器分辨率較低等問題[4]。光學生物學測量儀利用部分相干光測量(partial coherence interferometry，PCI)原理可非接觸地精準測量眼軸長度。Verkicharla等[5]則采用IOL Master測量周邊眼軸長度，并根據(jù)Le Grand模型眼計算視網(wǎng)膜坐標(PCI建模法)，進而轉(zhuǎn)化為視網(wǎng)膜曲率半徑，已證明該模型測得的視網(wǎng)膜曲率半徑與MRI測得的數(shù)據(jù)具有較好的一致性。目前鮮見關于兒童視網(wǎng)膜形態(tài)與屈光狀態(tài)之間的關聯(lián)研究，而相關研究對目前兒童近視的防控具有重要意義。本研究擬采用PCI建模法獲得學齡兒童視網(wǎng)膜曲率半徑，進而探討視網(wǎng)膜形態(tài)與屈光狀態(tài)之間的關聯(lián)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用橫斷面研究方法，連續(xù)納入2021年7—10月于首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院進行眼科檢查的兒童287人287眼，其中男154人，女133人；年齡6～15歲，平均(9.17±1.92)歲；等效球鏡度(spherical equivalent，SE)為-7.56～+5.43 D，平均(-0.37±1.63)D；中央眼軸長度22.93～24.10 mm，平均(23.56±1.00)mm；僅納入右眼資料進行分析。納入標準：(1)年齡6～15歲；(2)雙眼最佳矯正視力≥1.0；(3)雙眼眼壓正常；(4)充分理解研究內(nèi)容并自愿簽署知情同意書。排除標準：(1)無法配合眼科檢查和問卷調(diào)查者；(2)非自愿參加本研究者；(3)有斜視、弱視或其他眼病者；(4)有影響視覺發(fā)育或屈光發(fā)育的全身性疾病者。根據(jù)藥物擴瞳后SE的不同進行分組，遠視組為SE>+0.5 D，共90眼；正視組為SE>-0.5 D～≤+0.5 D，共82眼；近視組為SE≤-0.5 D，共115眼。本研究遵循《赫爾辛基宣言》，研究方案經(jīng)首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準(批文號：TRECKY2021-162)。所有受試者及其監(jiān)護人均了解本研究目的和方法并自愿簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1眼科一般檢查 采用標準對數(shù)視力表檢查受試者裸眼視力；采用裂隙燈顯微鏡(SL130型，德國卡爾·蔡司公司)檢查受試者眼前節(jié)組織及玻璃體，采用直接檢眼鏡(VM-P100型，溫州正存醫(yī)療科技有限公司)檢查眼底。

1.2.2屈光度和眼軸長度測量 采用復方托吡卡胺滴眼液(日本參天制藥株式會社)點眼擴瞳以麻痹睫狀肌，每15 min點眼1次，共3次。末次用藥后間隔15 min進行驗光。采用電腦驗光儀(RM8000-A，日本Topcon公司)測量受試者雙眼屈光度；采用光生物學測量儀(Lenstar LS900，瑞士Haag-Streit公司)測量受檢眼中央眼軸長度及鼻側、顳側、上方、下方30°周邊眼軸長度。將帶有視標的板固定于光生物學測量儀，囑受試者保持頭部為正中位，雙眼同時注視相應方向的視標。每個參數(shù)分別測量3次，取平均值。若2次測量的屈光度相差>0.5 D、眼軸長度相差>0.1 mm則再次測量。根據(jù)水平方向(鼻顳側)周邊眼軸長度差值絕對值(中位數(shù))分為H1組(<0.35 mm)和H2組(≥0.35 mm)，根據(jù)垂直方向(上下方)周邊眼軸長度差值絕對值(中位數(shù))分為V1組(<0.32 mm)和V2組(≥0.32 mm)，并將V1、V2與H1、H2 2×2交互分為V1H1、V1H2、V2H1和V2H2組，比較組間受檢眼SE差異。

圖1 視網(wǎng)膜坐標計算示意圖[5] AL'a：中央眼軸長度；AL'p：周邊眼軸長度；rcv：角膜曲率半徑；θ：注視角度；yr：橫坐標值；zr：縱坐標值

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0和R(v4.0.3)軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料數(shù)據(jù)經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗證實不符合正態(tài)分布，以M(Q1，Q3)表示。受檢眼鼻側與顳側、上方與下方眼軸長度及2個組間眼軸長度和SE的差異比較均采用Mann-WhitneyU檢驗。多個組間視網(wǎng)膜曲率半徑和SE總體差異比較采用Kruskal-WallisH檢驗，多重比較采用Bonferroni檢驗。計數(shù)資料采用頻數(shù)和構成比表示，組間近視比例的構成差異比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義，多重比較檢驗水準為0.05/比較次數(shù)。

2 結果

2.1 受試者眼軸長度比較

受檢眼中央眼軸長度為23.53(22.93，24.10)mm。顳側眼軸長度為22.75(22.11，23.22)mm，小于鼻側的22.99(22.32，23.45)mm，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-3.58，P<0.01)；受檢眼上方眼軸長度值為23.24(22.58，23.75)mm，下方為23.12(22.52，23.56)mm，差異無統(tǒng)計學意義(Z=-1.66，P=0.10)。

表1 H1組和H2組各方向眼軸長度比較[M(Q1,Q3),mm]Table 1 Comparison of axial lengths between H1 group and H2 group (M[Q1,Q3],mm)組別眼數(shù)中央顳側鼻側上方下方H1組15423.37(22.75,24.00)22.71(22.07,23.13)22.81(22.24,23.27)23.12(22.50,23.67)23.00(22.40,23.42)H2組11523.79(23.20,24.45)22.85(22.29,23.31)23.30(22.70,23.88)23.38(22.86,23.91)23.31(22.78,23.78)Z值3.901.855.293.243.47P值<0.010.07<0.01<0.01<0.01 注:(Mann-Whitney U檢驗) H1組為水平方向(鼻顳側)周邊眼軸長度差值絕對值<0.35 mm,H2組為絕對值≥0.35 mm Note:(Mann-Whitney U test) H1 group with the absolute difference between nasal and temporal axi-al length <0.35 mm,H2 group with the absolute difference ≥0.35 mm

表2 V1組和V2組各方向眼軸長度比較[M(Q1,Q3),mm]Table 2 Comparison of axial lengths between V1 group and V2 group (M[Q1,Q3],mm)組別眼數(shù)中央顳側鼻側上方下方V1組17323.45(22.78,23.98)22.71(22.10,23.13)22.91(22.33,23.34)23.17(22.58,23.66)23.19(22.52,23.54)V2組10523.77(23.19,24.57)22.79(22.25,23.47)23.06(22.52,23.84)23.42(22.69,24.04)23.01(22.50,23.64)Z值3.211.772.202.390.24P值<0.010.080.030.020.81 注:(Mann-Whitney U檢驗) V1組為垂直方向(上下側)周邊眼軸長度差值絕對值<0.32 mm,V2組為絕對值≥0.32 mm Note:(Mann-Whitney U test) V1 group with the absolute difference between superior and inferior ax-ial length <0.32 mm,V2 group with the absolute difference ≥0.32 mm

H1組中央、鼻側、上方及下方眼軸長度均較H2組短，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.01)；顳側眼軸長度值差異無統(tǒng)計學意義(Z=1.85，P=0.07)(表1)。V1組中央、鼻側、上方眼軸長度均較V2組短，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)；顳側、下方眼軸長度差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)(表2)。

2.2 不同周邊眼軸長度組SE和近視比例比較

在水平方向，H1組SE為+0.06(-1.06，+0.75)D，明顯大于H2組的-0.32(-1.64，+0.56)D，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-2.10，P=0.04)。H1組和H2組近視比例分別為37.7%(58/154)和47.8%(55/115)，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.79，P=0.10)。在垂直方向，V1組SE為+0.13(-0.81，+0.80)D，明顯大于V2組的-0.56(-1.83，+0.48)D，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-3.39，P<0.01)。V1組近視比例為33.5%(58/173)，低于V2組的50.5%(53/105)，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=7.83，P<0.01)。V1H1、V1H2、V2H1和V2H2組SE分別為+0.37(-0.62，+0.88)、-0.26(-1.31，+0.69)、-0.68(-2.03，+0.44)和-0.63(-1.68，+0.40)D，總體比較差異有統(tǒng)計學意義(H=24.79，P<0.01)，其中，V1H1組SE顯著大于V1H2組、V2H1組和V2H2組，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.01)(圖2)。

圖2 不同交互組SE比較 H=24.79，P<0.01.與V1H1組比較，aP<0.01(Kruskal-Wallis H檢驗，Bonferroni檢驗，n=6) H1組為水平方向(鼻顳側)周邊眼軸長度差值絕對值<0.35 mm，H2組為絕對值≥0.35 mm；V1組為垂直方向(上下側)周邊眼軸長度差值絕對值<0.32 mm，V2組為絕對值≥0.32 mm SE：等效球鏡度

2.2 不同屈光狀態(tài)組視網(wǎng)膜曲率半徑比較

所有受檢眼水平方向視網(wǎng)膜曲率半徑為11.94(11.05，12.63)mm，垂直方向為13.27(12.21，14.33)mm。遠視組、正視組、近視組受檢眼水平方向視網(wǎng)膜曲率半徑分別為12.10(11.48，12.87)、12.15(11.21，13.14)和11.31(10.69，12.15)mm，總體比較差異有統(tǒng)計學意義(H=22.34，P<0.01)；垂直方向視網(wǎng)膜曲率半徑分別為13.77(12.87，14.57)、13.39(12.31，14.33)和12.64(11.76，13.53)mm，總體比較差異有統(tǒng)計學意義(H=19.30，P<0.01)。遠視組和正視組水平及垂直方向視網(wǎng)膜曲率半徑顯著大于近視組，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.01)；遠視組和正視組水平及垂直方向視網(wǎng)膜曲率半徑比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)(圖3)。

圖3 不同屈光度組視網(wǎng)膜曲率半徑比較 水平方向：H=22.34，P<0.01.垂直方向：H=19.30，P<0.01.與近視組比較，aP<0.01(Kruskal-Wallis H檢驗，Bonferroni檢驗，n=3) A：水平方向 B：垂直方向

3 討論

近視作為患病率高且可嚴重危害視覺的常見病，研究其發(fā)病原因是防治的關鍵。6～15歲兒童的眼球生長并非對稱，且不對稱程度越高，屈光度越易向近視漂移。綜合水平和垂直方向周邊眼軸對稱程度及遠視者2個方向的周邊眼軸對稱程度均較高。近視眼的視網(wǎng)膜曲率半徑顯著小于正視眼和遠視眼，提示近視者的視網(wǎng)膜更加陡峭，與既往研究結論一致[6]。但本研究得出遠視眼和正視眼的視網(wǎng)膜曲率半徑差異無統(tǒng)計學意義，提示近視眼與非近視眼之間存在眼球發(fā)育的本質(zhì)不同。雖然近視和遠視均屬于屈光不正，但近視被認為是一種疾病狀態(tài)，而遠視更偏向于眼球正常發(fā)育過程中的合理偏移。本研究中受試者水平方向和垂直方向視網(wǎng)膜曲率半徑均大于Verkicharla等[6]研究中東亞人群相應值，可能由于其研究對象為成年人。

近視眼的周邊屈光度相較于正視眼和遠視眼更偏向遠視[7-8]，表明不同屈光狀態(tài)視網(wǎng)膜的形態(tài)存在差異。Ehsaei等[9]研究發(fā)現(xiàn)，鼻顳側周邊眼軸在近視眼中較正視眼更不對稱。此外，近視眼視網(wǎng)膜形態(tài)更接近橢圓形，而正視眼更接近圓形。Verkicharla等[10]研究發(fā)現(xiàn)，與正視眼相比，近視眼周邊遠視漂移越多，周邊眼軸長度比中央眼軸長度短得越多，則視網(wǎng)膜形態(tài)更偏陡峭且呈現(xiàn)扁長橢圓形。視網(wǎng)膜的這種改變可能提示在近視的發(fā)生和發(fā)展過程中，中央眼軸生長速度比其他方向更快，而非近視者的眼球各個方向生長速度相似，因此眼球形狀更加規(guī)則[11]?；贛RI的研究也證明近視患者眼軸向中央增長比其他方向更明顯[3]。而Gilmartin等[12]提出了相反的觀點，其認為近視眼并非長橢圓形，正視眼和近視眼的后部玻璃體腔形狀均為扁橢圓形且近視者更接近球形，這可能是機體為防止眼軸進一步增長的一種調(diào)節(jié)機制。

不同人種視網(wǎng)膜形態(tài)有所差異。亞洲人群相比于歐洲人群，近視眼的鼻顳側眼軸增長更加對稱，而歐洲人群表現(xiàn)為鼻側眼軸增長更多[8]。東亞人群視網(wǎng)膜曲率半徑在水平和垂直方向均比歐洲人群更小，視網(wǎng)膜更陡峭[6]，這可能是由于亞洲人群眼球本身大于歐洲人群；這也許能夠解釋亞洲人群近視患病率明顯高于西方國家，因為亞洲人群本身存在近視易感的解剖學因素。Lim等[13]研究結果顯示，印度人和馬來人近視患者眼球比中國人更偏扁球形。有研究表明，周邊眼軸長度主要由遺傳因素決定[14]，因此視網(wǎng)膜形態(tài)也可能主要由遺傳因素決定。不同人種某些基因的不同導致視網(wǎng)膜形態(tài)改變的不同或許是其近視發(fā)病率差異的原因。

目前關于屈光度與視網(wǎng)膜形態(tài)相關性的橫斷面研究較多，但視網(wǎng)膜形態(tài)改變是近視發(fā)生的原因，還是近視發(fā)生后造成的結果還無法證明。目前也有研究者認為周邊屈光度為遠視(周邊遠視離焦)，并非近視發(fā)生的原因，而是近視發(fā)生后造成的結果[15]，由此推斷近視患者的視網(wǎng)膜更陡峭也可能是近視發(fā)生以后眼球生長模式與近視發(fā)生以前不同所致。因此，未來還需要更多的縱向研究來確定因果關系，并觀察視網(wǎng)膜形態(tài)的改變是否與近視進展相關。Faria-Ribeiro等[16]通過對62名白種人進行至少2年的隨訪得出近視進展較快組(每年增加≥-0.5 D)表現(xiàn)出更陡峭的視網(wǎng)膜形態(tài)，且2個組間鼻側眼軸長度差異最大。

視網(wǎng)膜形態(tài)的間接檢測方法包括本研究采用的PCI方法和通過周邊屈光度推測視網(wǎng)膜形態(tài)，而間接測量法容易受到眼部光學情況、機器移動、人眼注視位置不準確的干擾[17]，這也是本研究的局限性。此外，本研究樣本量較小，無法按照年齡進一步分組統(tǒng)計，無法比較不同年齡段兒童視網(wǎng)膜形態(tài)存在的差異。

綜上所述，本研究得出周邊眼軸不對稱程度較高、視網(wǎng)膜陡峭者其屈光度越偏向近視。目前國內(nèi)對于周邊眼軸、視網(wǎng)膜形態(tài)與屈光度間關聯(lián)性的觀察性研究鮮有報道，本研究一定程度上彌補了這一空白。這一領域的研究集中于成年人和白種人，本研究擴充了亞洲兒童的視網(wǎng)膜形態(tài)數(shù)據(jù)。兒童作為近視易感人群，其眼部參數(shù)處于不斷變化的過程中，視網(wǎng)膜形態(tài)也同理，準確描繪其特征變化可能有助于把握屈光發(fā)育的規(guī)律。然而形態(tài)學與屈光度改變的因果關系仍需進一步研究。本課題組將進一步擴大樣本量并完善隨訪。臨床上若可以構建每個兒童特有的視網(wǎng)膜形態(tài)，則有助于預判其發(fā)生近視的風險、近視進展速度、未來發(fā)生近視性眼底改變的可能性。陡峭的視網(wǎng)膜形態(tài)若確是近視發(fā)生的易感因素之一，即明確了視網(wǎng)膜形態(tài)與屈光度之間的因果關系，在學齡前即可篩選近視易感兒童，并及早開展預防工作。這一形態(tài)學標志物還可聯(lián)合其他眼部參數(shù)、基因數(shù)據(jù)等構建更加個體化的預測模型，真正實現(xiàn)精準化近視防控。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明何曦、華梓煜：直接參與選題、采集/分析及解釋數(shù)據(jù)、起草文章；李仕明：直接參與選題、起草文章、文章審閱及定稿；閆昕、蔣嫣、蔡志寧：設計試驗、實施研究、采集/分析及解釋數(shù)據(jù)；劉怒飛、康玉婷、馬爽、黃凌鋆、李涵悅：采集/分析及解釋數(shù)據(jù)