漢族兒童近視眼與角膜波陣面像差的相關(guān)性研究

王穎君 吳慧鋒 趙丹 龔余丹 韓亮

漢族兒童近視眼與角膜波陣面像差的相關(guān)性研究

王穎君 吳慧鋒 趙丹 龔余丹 韓亮

目的 觀察兒童眼軸長度（AXL）、角膜曲率（K）、前房深度（ACD）等屈光參數(shù)以及角膜高階像差的變化特點。方法收集64例（64眼）漢族近視兒童的資料（6～12歲），以右眼為研究對象，采用散瞳驗光測定屈光不正度數(shù)并計算等效球鏡度數(shù)（SE）、角膜地形圖測定并計算K值、A超測定AXL和ACD。角膜像差通過角膜地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Zernike多項式獲得。所有病例均跟蹤隨訪觀察1年，對比1年前后的各參數(shù)的變化，分析各屈光參數(shù)與高階像差間的相關(guān)性。結(jié)果 患兒1年后出現(xiàn)顯著近視化方向漂移，以眼軸延長為主要特征，ACD亦有顯著加深，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.01）。角膜高階像差則無顯著變化（P＞0.05）。入選時角膜Zernike 3階總像差與SE顯著相關(guān)（P＜0.01），Z（4,0）球差與SE也顯著相關(guān)（P＜0.05）。1年后，角膜像差與SE及各屈光參數(shù)無顯著相關(guān)性（均P＞0.05）。結(jié)論 兒童在青少期近視化進展顯著，且以眼軸延長為主要特征，而角膜高階像差與近視化發(fā)展的相關(guān)性尚有待進一步研究。

近視 正視化 眼軸 角膜曲率 高階像差

目前已知，近視眼的發(fā)生與人眼在兒童期的正視化過程緊密相關(guān)，被認為是此過程中各屈光因子間的協(xié)調(diào)不良所造成，包括眼軸長度（AXL）、角膜曲率（K）、晶狀體屈光力等。除屈光不正之外，近年的研究表明高階像差也可能在近視眼的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的促進作用[1]。因此，深入研究各屈光參數(shù)在近視眼發(fā)生過程中的變化特點以及相互間的關(guān)系，將有助于我們理解并揭示近視眼發(fā)生的內(nèi)在機制，是當前近視眼研究的熱點[2]。鑒于對漢族兒童近視與角膜像差的縱向觀察研究尚未見文獻報道，我們通過1年的隨訪觀察，記錄兒童的眼屈光度數(shù)、K、AXL以及角膜像差等屈光參數(shù)的變化，動態(tài)研究兒童眼球生長發(fā)育階段眼屈光參數(shù)的變化特點，以探索近視眼相關(guān)發(fā)生機制，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2011-06—2013-12在我院眼科門診就診的64例（64眼）漢族兒童近視患者。其中男30例，女34例；年齡6～12歲，平均（8.78±1.69）歲；等效球鏡度數(shù)（SE）-6.25～3.37 D，平均（-0.59±1.69）D；球鏡度數(shù)-5.75～3.25D，平均（-0.39±1.76）D；散光度數(shù)（⊿K）-2.00～0.75D，平均（-0.42±0.64）D；眼軸長度（mm）21.86～26.65，平均（23.55±1.06）。≤10歲患兒采用阿托品散瞳法驗光、＞10歲患兒采用托品酰胺快速散瞳法驗光，測定屈光不正度數(shù)。均以右眼為研究對象，排除角膜混濁瘢痕、青光眼、白內(nèi)障、嚴重結(jié)膜炎、倒睫、圓錐角膜、視網(wǎng)膜脫離、眼底出血等眼部其他疾病，無角膜接觸鏡配戴史，并且未曾接受過內(nèi)眼和外眼手術(shù)。

1.2 檢查方法 托品酰胺或阿托品散瞳后，每一眼分別采用ARK-510A型自動電腦驗光儀（日本NIDEK公司）測定屈光不正度數(shù)。采用SRLModi型角膜地形圖儀（意大利C.S.O.公司）測定3mm和5mm區(qū)域最大角膜曲率（K1）及最小角膜曲率（K2）。角膜像差由角膜地形圖儀分析軟件將地形圖數(shù)據(jù)解析成Zernike多項式，給出Zernike波陣面像差，本研究采用3階和4階高階像差作為分析對象。采用SW-2100型A超儀（天津SUOER公司）測定AXL和前房深度（ACD）。

1.3 觀察指標及計算方法 （1）SE：SE=球鏡度數(shù)+柱鏡度數(shù)/2；(2)K：K=（K1+K2）/2（角膜可以被近似的認為是球面）；（3）角膜像差參數(shù)：由角膜地形圖儀內(nèi)置軟件，通過Holladay公式將地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解析成Zernike波陣面像差參數(shù)。選取3mm和5mm角膜區(qū)域的像差均方根（RMS）、3階高階像差項（RMS 3rd）、4階高階像差項（RMS 4th）和球差Z（4，0）數(shù)據(jù)進行分析；（4）球鏡度數(shù)、⊿K均由自動電腦驗光儀測定所得；（5）ACD、AXL均由A超測量所得。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS l6.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，入選時和1年后的各屈光參數(shù)比較采用配對t檢驗，并對入選時和1年后各屈光參數(shù)與高階像差作Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 64例患兒1年前后各屈光參數(shù)的變化 見表1。

表1 64例漢族近視患兒1年前后各屈光參數(shù)的變化

由表1可見，1年后SE和AXL較入選時均顯著增加（均P＜0.01），ACD亦有明顯加深（P＜0.05），但K無顯著變化（P＞0.05），⊿K無變化（P＞0.05），所有3、4階高階像差中的總像差和各Zernike像差項亦無顯著變化（均P＞0.05）（限于篇幅，數(shù)據(jù)未詳細羅列）。

2.2 SE與AXL、K、ACD的相關(guān)性分析 入選時SE與AXL有顯著相關(guān)（r=-0.704，P＜0.01），并且1年后仍有顯著相關(guān)（r=-0.728，P＜0.01）。入選時SE與ACD有顯著相關(guān)（r=-0.349，P＜0.01），但在1年后無相關(guān)性（r=-0.117，P＞0.05）。SE與K在入選時或1年后均無相關(guān)性（r=0.025、-0.114，均P＞0.05）。ACD與AXL在入選時與1年后均相關(guān)（r=0.379、0.450，均P＜0.01）。

2.3 患兒入選時角膜3、4階高階總像差、各Zernike像差項與SE及各屈光參數(shù)的相關(guān)性分析 見表2。

表2 患兒入選時角膜高階像差與SE、AXL、K、ACD的相關(guān)系數(shù)

由表2可見，患兒入選時3mm區(qū)域角膜總像差RMS與SE、AXL、K有顯著相關(guān)性（r=0.398、-0.273、0.334，均P＜0.05），5mm區(qū)域的球差Z（4，0）與SE存在弱相關(guān)性（r=-0.276，P＜0.05）。1年后所有像差與屈光參數(shù)均無相關(guān)性（r=0.211、-0.198、0.256、-0.157，均P＞0.05）。

2.4 患兒1年內(nèi)屈光不正度數(shù)的變化 患兒屈光不正度數(shù)分布如圖1所示：入選時屈光度主要分布在正視眼至中低度近視區(qū)段，即近視發(fā)生的關(guān)鍵區(qū)段；1年后屈光度數(shù)明顯向近視化方向漂移。

圖1 患兒屈光不正度數(shù)分布

3 討論

人眼出生后在視覺環(huán)境的刺激下，經(jīng)歷了一個由遠視眼發(fā)育成正視眼的“正視化”過程。而近視眼的發(fā)生被認為是這一正視化過程中各屈光因子間的配合不良所造成。在這一過程中，雖然具體某些個體可能存在不小的變異，但一般來說AXL被認為是決定眼屈光狀態(tài)的主要因素；K的變化雖然不如AXL變化明顯，但研究發(fā)現(xiàn)近視眼的K較正視及遠視眼為大（盡管各研究結(jié)果間存在著差異）。目前相對于橫向觀察來說，縱向觀察研究要少得多。本研究針對一組兒童病例作了縱向隨訪觀察，進行AXL、K、ACD等屈光參數(shù)的分析，試圖揭示這些屈光參數(shù)的變化及內(nèi)在關(guān)系。經(jīng)過1年隨訪，結(jié)果提示大部分病例的SE均出現(xiàn)顯著變化，從（-0.59±1.69）D到（-1.79±2.40）D（P＜0.01），變化方向為近視化，但⊿K無顯著性變化，說明⊿K保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。由此可見，本研究的觀察對象經(jīng)過1年出現(xiàn)了平均1D左右的近視發(fā)展，表明6～12歲兒童眼球近視化進展非常迅速。而且本研究對象大多為低度近視或者接近正視狀態(tài)的兒童，處于近視眼啟動發(fā)生的關(guān)鍵時間，故可以認為這一階段兒童視力的變化具有較好的研究價值。從研究對象的自身對照結(jié)果來看，各屈光參數(shù)最明顯的變化為眼軸延長（P＜0.01），相關(guān)性分析也表明了，AXL與SE的發(fā)展有著顯著的相關(guān)性（入選時和1年后均P＜0.01）。這些數(shù)據(jù)表明了絕大多數(shù)近視眼發(fā)展表現(xiàn)為眼軸的延長（即便在兒童早期近視發(fā)生過程中），這與以往的多數(shù)研究結(jié)果一致[3]。此外，ACD與SE也表現(xiàn)出相關(guān)，但相對較弱，并在1年后表現(xiàn)為無相關(guān)性。ACD在1年后顯著加深（P＜0.05），ACD與AXL在入選時與1年后均相關(guān)（均P＜0.01）。曾有研究認為8歲前ACD無顯著性變化[4]，但有人對6～11歲兒童進行研究發(fā)現(xiàn)ACD隨著年齡增長而加深[5]，與本文結(jié)果較為一致，說明隨著眼軸延長，ACD也相應增加。ACD與SE的弱相關(guān)，并在1年后表現(xiàn)為無相關(guān)，可能由于兩因素均與AXL相關(guān)所致，并可能因為ACD對近視在光學上存在拮抗消緩作用（ACD越大，角膜與晶狀體的總屈光力越小）及眼球發(fā)育的其他因素，1年后兩因素間表現(xiàn)為無相關(guān)性。

本研究結(jié)果顯示，K在1年前后無明顯變化，表明決定屈光狀態(tài)發(fā)展的主要因子是AXL。但有研究顯示K可以隨著近視眼的發(fā)展出現(xiàn)明顯變化[4]，我們未觀察到K顯著變化，可能因為在本研究1年的觀察時間中多數(shù)兒童的近視化程度并不大，因此尚未出現(xiàn)K的顯著變化，或者K這一測量方法的敏感性不足以反映細微的角膜屈光質(zhì)量的變化，但也從另一方面也說明了兒童早期近視的主要變化特征是眼軸延長。

近年來人眼的高階像差被認為在近視眼的發(fā)生、發(fā)展中可能起著重要作用，尤其在近視發(fā)生前后這一關(guān)鍵時間點受到廣泛關(guān)注[6]。像差包含了角膜像差和眼內(nèi)像差（主要為晶狀體像差）。角膜貢獻了整個眼球約70%的屈光力，對眼球屈光狀態(tài)有著最大的影響。研究表明，角膜和眼內(nèi)像差一起決定了正常人眼的光學視覺質(zhì)量，并且兩者有部分的相抵消關(guān)系，以減少全眼球像差。此前人們認識到黃斑以外近黃斑區(qū)的屈光狀態(tài)與近視眼發(fā)生可能有密切關(guān)系，而這種旁黃斑離焦狀態(tài)由角膜、晶狀體、眼軸長度和后極部眼球壁幾何解剖形態(tài)等因素決定。如前所述，角膜對全眼屈光狀態(tài)影響最大，且角膜表面相對穩(wěn)定，不象晶狀體像差由于受兒童強大的調(diào)節(jié)力影響而波動較大，測量可重復性相對較差，因此我們將角膜像差作為本研究的像差觀察對象，探討其是否與近視眼發(fā)生存在相關(guān)甚至因果聯(lián)系。角膜像差與兒童近視眼發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)性尚未見文獻報道。本研究結(jié)果顯示，在1年的觀察中，自身對照并未發(fā)現(xiàn)角膜高階像差發(fā)生顯著性變化，包括3mm和5mm分析區(qū)域。其中Z（4，0）球差近年來被認為可能與近視眼的發(fā)生有著重要關(guān)聯(lián)[7]，因為它決定了眼的周邊離焦狀態(tài)。如前所述，這種旁黃斑區(qū)周邊離焦狀態(tài)被認為可能與近視眼的發(fā)生有重要關(guān)系（尤其在發(fā)生近視眼的前后時間點），甚至是因果關(guān)系。本研究結(jié)果表明，1年前后的角膜球差無明顯變化。橫斷性的相關(guān)分析顯示，入選時3mm區(qū)域的3階RMS與SE存在著相關(guān)性，且與AXL、K也存在相關(guān)性，而5mm區(qū)域的Z（4，0）與SE有弱相關(guān)性。RMS是反映高階像差絕對值幅度的參數(shù)，3階像差主要包括了慧差和三葉草，因此這幾種像差可能與眼球屈光度數(shù)和各屈光因子的發(fā)展有關(guān)。但是在1年后的橫斷性相關(guān)分析中所有像差均未出現(xiàn)顯著性相關(guān)，這可能由于1年時間或者1D左右的近視化程度尚不足以明確表現(xiàn)出角膜像差的變化，也可能意味著角膜像差與近視眼的發(fā)生無關(guān)，有待更長時間的隨訪觀察來進一步證實。

綜上所述，本研究通過對兒童1年前后屈光參數(shù)和角膜高階像差變化的觀察，提示兒童近視化發(fā)展迅速，正視化或近視眼發(fā)生前后AXL和ACD均發(fā)生了顯著性改變，且以眼軸延長變化為主。至于角膜高階像差未出現(xiàn)顯著性變化，有待后續(xù)工作中進一步觀察證實。

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Relationship between corneal wavefront aberration and myopia progression in children

WANG Yingjun,WU Huifeng,ZHAO Dan,et al.
Department of Ophthalmology,Ningbo Beilun People’s Hospital,Ningbo 315800,China

Objective To investigate the relationship between wavefront aberration and m yopia p rog ression in child ren.Methods The righteyes of64 child ren(6～12y)w ithm yopia were inc luded in the study.Cyc lop legic sphericalequivalence (SE),cornealpowers,anterior chamber dep th(ACD),ocular refraction and axial leng th(AXL)ofg lobe weremeasured using auto-refractor,corneal topographer and A-Scan,respectively.Zernike high order aberrations(HOA)data were derived from the corneal topography data based on the Holladay formula.Allmeasurements were taken at the initiation and 1y after the study,respectively.SPSS software 16.0 was app lied for data analysis.Results Compared w ith initiation of study the SE,AXL and ACD were significantly changed 1y after(P＜0.05);whereas there was no significant change in cornealpower(P＞0.05).There was positive correlation between the AXL and SE both at the initiation and 1y after the study(P＜0.01),but no significant correlation was observed for all the other refractive parameters.HOA d id not show significant changes 1y after study for all sub jects.Only total third orderaberration(RMS 3rd)was significantly correlated with SE at the initiation of study(P＜0.01).Conclusion Themajor change ofocular refrac tive components is the elongation ofocular axis inmyop ic child ren after one year's follow ing.The relationship between HOA and myop ia p rog ression need to be elucidated in the further study.

Myopia Emmetrop ization Axial leng th Cornealkeratometry High order aberrations

2014-03-17）

（本文編輯：沈叔洪）

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技項目（2011KYB102）

315800寧波市北侖區(qū)人民醫(yī)院眼科