白內障人群角膜散光流行病學調查及量化分析

曾敦征

現代的白內障手術已經從以前的僅僅以復明為目的迅速飛躍到改善患者屈光水平的高度，甚至以矯正患者術前原有的散光為目的。人眼的散光主要來源于角膜及晶狀體。由于角膜前表面約占眼睛總屈光力的3/4，白內障摘除后（去除了晶狀體源性散光）角膜散光成分愈加重要，并會明顯影響術后視覺質量。本研究通過測定正常年齡相關性白內障術前患者角膜散光度數及軸向，來分析白內障人群角膜散光的分布規律，并依據Thibos等[1]提出球、柱鏡進行矢量化模式來分析量化角膜散光隨年齡變化趨勢，了解角膜散光程度和軸位變化隨年齡變化的趨勢。希望通過本研究為白內障手術醫生選擇更合理矯正散光的策略，并為人工晶體制造商設計出更完美的晶狀體提供有價值的信息，使更多患者術后達到長期滿意的視覺質量。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2013年1月～2017年6月來本院行白內障超聲乳化+人工晶狀體植入術的住院患者，入選患者年齡16～98歲，平均年齡（72.2±11.3）歲，男1 373眼，女1 781眼；左1 607眼，右1 547眼。所有研究對象為確診白內障患者，排除有角膜外傷及手術（lasik）病史；排除翼狀胬肉、長期角膜接觸鏡配戴史及其它影響原始角膜散光狀態的疾病。

1.2 方法

1.2.1 使用IOL MASTER（ZEISS德國IOL MASTER 500）測量患者術前角膜散光。由2個訓練有素的技術人員，測量每只眼睛共三次，取平均值。并對散光狀態進行分類。順規散光（with the rule，WTR）：0°≤散光軸位≤30°或150°＜散光軸位≤180°；逆規散光（against the rule，ATR）：60°＜散光軸位≤120°；斜軸散光（Obilque）：30°＜散光軸位≤60°或120°＜散光軸位≤150°，見圖1[2-3]。

圖1 角膜散光軸向分類圖Figure1 Corneal astigmatic axis classification

1.2.2 依據Thibos等[1]提出的理論，對球、柱鏡進行矢量化，將S/C×α球柱鏡形式的鏡片分解為J45、J0兩種成分。公式如下：

J0=-C/2cos2a（1）

J45=-C/2sin2a（2）

C是角膜散光屈光力值，a是散光軸位（以負柱鏡表示），J是Jackson散光向量，J0值設定在順規或逆規散光區域。正值為順規，負值為逆規，J45值設定在斜軸散光區域。

1.2.3 角膜散光是由散光屈光度及其所在軸位組成；當角膜散光屈光度相同時，散光軸位在0+X度與180-X度的J0值相等（例如J0在15度與165度值相等），形成以軸位90度為中軸的鏡面關系，為更好的統計分析角膜散光軸位值與年齡的相關性，軸位90度為中軸進行數據等效值轉換并以Angle90標識。

1.3 統計學方法 使用SPSS 15.0統計軟件處理，雙變量（偏態分布）的相關性評估分析采用Spearman相關系數ρ,并用線性回歸模型評估角膜散光與年齡之間的關聯，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 角膜各散光度范圍的所占比例及不同年齡段角膜散光分布情況 將散光度數分層（＜0.50，0.50～0.99 D，1.00～1.49 D，1.50～1.99 D，2.00～2.49 D，2.50～2.99 D，≥3.00 D），由圖2可以看出，20.48%的患者術前角膜散光度數＜0.50 D，而44.15%患者≥1.00 D，所占比例較大，9.79%的患者＞2.00 D。同時也將年齡進行分層（≤40歲，41～50歲，51～60歲，61～70歲，71～80歲，81～90歲，＞90歲），結果發現在40～90歲的各年齡段大部分的患者散光度數分布相似，見圖3～9。

圖2 角膜散光以0.5為進階各分層所占比例情況Figure2 Corneal astigmatism distribution in 0.5 D steps in the entire sample

圖3 ≤40歲角膜散光分布Figure3 (≤40 years)Corneal astigmatism distribution

圖4 41～50歲角膜散光分布Figure4 (41 to 50 years)corneal astigmatism distribution

2.2 散光軸向分布 隨著年齡的增長，順規散光所占比例越來越小（由41～50歲的69.14%減少為＞90歲的19.04%），而逆規散光所占比例越來越大（由17.28%遞增到66.67%），而斜軸散光沒有很明確的演變趨勢。組間構成比R×C表的卡方檢驗顯示差異有統計學意義（P=0.000），見圖10。

2.3 相關性分析 角膜散光與年齡呈顯著相關（ρ=-0.115，P=0.00），即角膜散光度數隨著年齡的增長向逆歸方向逐漸增大；角膜散光與性別沒有明顯的相關性（ρ=0.443，P=0.658），也與眼別沒有相關性（ρ=0.005，P=0.778）。

圖5 51～60歲角膜散光分布Figure5 (51 to 60 years)corneal astigmatism distribution

圖6 61～70歲角膜散光分布Figure6 (61 to 70 years)corneal astigmatism distribution

圖7 71～80歲角膜散光分布Figure7 (71 to 80 years)corneal astigmatism distribution

圖8 81～90歲角膜散光分布Figure8 (81 to 90 years)corneal astigmatism distribution

圖9 ＞90歲角膜散光分布Figure9 (＞90 years)coneal astigmatism distribution

2.4 角膜散光向量J0、J45與年齡的相關性 圖11顯示J0隨年齡增長而呈現下降趨勢。線性回歸分析顯示，J0值隨著年齡的增長向逆規方向增加，且年齡每增加1年，右眼J0增加-0.014 D（95%CI，-0.016～-0.011，P=0.000），左眼J0增加-0.017 D（95%CI，-0.019～-0.014，P=0.000）。圖 12 是J45隨年齡增長分別在右眼、左眼的散點圖及回歸分析，結果提示兩者之間沒有相關性。

2.5 分析不同年齡段與角膜散光度數及其軸位之間的關系 圖13顯示角膜散光屈光力值和散光軸向隨年齡增長而變化的情況。因低齡、高齡患者人數少，將患者＜50歲或＞85歲分別為一組，為了更好、更細致觀察兩者相關性，將年齡段區域縮為5歲，故將年齡段分層為：0～50歲錄入0，51～55歲錄入1，56～60歲錄入2，61～65歲錄入3，66～70歲錄入4，71～75歲錄入5，76～80歲錄入6，81～85歲錄入7，＞85歲錄入8。圖14是角膜散光軸位angle90（以90o為中軸的鏡面折疊）隨年齡增長分別在左、右眼的線形圖，從圖中提示角膜散光屈光度、散光軸位都隨年齡增長向逆規方向偏移，但似乎散光軸位對角膜散光的逆規化貢獻更大。用Spearman相關分析顯示，散光軸位與年齡相關性（右眼ρ=0.248，P=0.000；左眼ρ=0.300，P=0.000）要比散光屈度與年齡相關性（右眼ρ=-0.151，P=0.000；左眼ρ=-0.081，P=0.001）更顯著。

3 討論

隨著白內障手術的日臻完美，術后殘留散光逐漸成為影響患者獲得理想屈光狀態的主要原因之一。目前，散光矯正已成為屈光性白內障手術的重要內容。矯正散光有很多種方法。傳統矯正角膜散光的方法有：角膜切開[4]和楔形角膜切除術[5]，可是矯正的散光度數范圍有限且不穩定[6]，容易受患者年齡、角膜切口位置及大小、角膜厚度等影響；激光手術：如準分子激光屈光性角膜切削術（PRK）、準分子激光原位角膜磨鑲術（LASIK）[7]、準分子激光上皮下角膜磨鑲術（LASEK）等，雖矯正角膜散光精度高、范圍大，但破壞正常的角膜組織可產生相應的并發癥，且費用較貴。目前越來越多的白內障醫生使用復曲面人工晶狀體植入（Toric）來中和角膜散光，為患者提供了一種安全、穩定、有效的矯正角膜散光的手術方式[8-9]，本研究對本院白內障患者術前角膜散光的分布規律進行了評估，初步量化角膜散光隨年齡變化的趨勢，并發現角膜散光中軸位隨年齡的變化在角膜散光逆規化進程中的扮演了重要角色。我們可從以下方面進行分析討論。

圖10 角膜散光類型在不同年齡段的分布Figure10 Frequency distribution of the astigmatism axis in different age groups

圖11 J0與年齡在雙眼的分布關系Figure11 The J0 against age in two eyes注：右眼（n=1 547，ρ=-0.014，P=0.000）左眼（n=1 607，ρ=-0.017，P=0.000）

圖12 J45與年齡在雙眼的分布關系Figure12 The J45 against age in two eyes注：右眼（n=1 547，ρ=0.00，P=0.857）左眼（n=1607，ρ=0.00，P=0.158）

圖13 角膜散光度數隨年齡的變化關系Figure13 Degree of corneal astigmatism with age

圖14 角膜散光軸位隨年齡的變化趨勢Figure14 Trend of axi along with the age

3.1 角膜散光的分布特征及影響因素

3.1.1 患者人群手術前角膜散光的分布 我們的研究中發現角膜散光度≥1.00 D的占44.15%，主要分布在1.0～1.49 D之間，9.79%的＞2.00，而≥1.50 D的占19.93%，＞3.00的占2.03%，與國外報道也相近。如：Attebo[10]調查了3 654例，49～97歲的正常人群發現，眼散光值≥0.75 D占37%，≥1.50 D占13%。Hoffer[11]報道，白內障患者中角膜散光或眼散光＞1.50 D患者約占15%～29%，＞3.00 D約占2%～3%，并且以ATR為主。同時研究中也發現41～50歲患者順規者所占比例69.14%漸減少為＞90歲的19.04%，逆規者比例則由17.28%增長到66.67%。各年齡段之間的差異有統計學意義（P＜0.05）。這與Hayashi等[12]的研究結果一致。以上研究結果說明在老年性白內障患者中，術前角膜散光患病率高，且以輕度散光為主，年齡越大，逆規散光所占比例越大。這種變化的原因主要是由老年人的角膜組織結構大多存在老年性或退行性改變，眼球壁張力的改變，眼瞼壓迫、眼肌牽拉、眼內壓等因素也會對角膜彎曲度有一定的影響，進而影響散光狀態。

3.1.2 在相關性分析中，我們的研究發現散光度數與年齡存在著密切的關系，隨著年齡增長，散光度數有增大的趨勢，而且逆規散光所占比例逐漸增大，這與Attebo等[10]的結果吻合，本研究沒有發現眼別、眼軸、性別與角膜散光相關關系。

3.2 量化模式研究角膜散光隨年齡的變化 在本研究中,我們不僅評估了本院白內障患者術前角膜散光分布的層次和類型，且引入了Thibos等[1]提出對球、柱鏡形式的矢量化分析理論，模擬量化角膜散光隨年齡變化，通過線性回歸分析J0（雙眼平均）每十年下降大約0.15 D（P=0.000），與國外研究結果相近，如：Ferrer-Blasco等[13]的J0每十年平均減少約0.15 D（P＝0.001），也與Liu等[14]研究相近（在Liu等的研究中每十年減少0.16 D）；J45改變與年齡無關（P＝0.646）。Hayashi等[15]的最近的一項研究發現，即使白內障手術后依然存在角膜散光隨年齡變化，與角膜正常的衰老過程相關，所以建議度數小的WTR散光，特別是年輕白內障患者,可以少量欠矯，因為從長遠來看它可能中和散光逆規的變化的度數。但對于年輕患者ATR散光，應完全糾正，因為角膜散光的逆歸化趨勢使得ATR度數將逐年增加。在我們的研究中，圖10結果提示WTR與ATR大約在65歲時所占比例大約相等，也就是說對于65歲以下的患者ATR應該得到充分糾正。在我們的線性回歸分析中，年齡每增長1歲，J0向逆規方向增加0.015 D，根據方程（1），也就是說角膜散光每年在180度子午線方位增加0.030 D或在90度方位減少0.030 D，例如，一個剩余大約0.30 D在子午線90度方位的WTR，手術后十年就可能被角膜散光的逆規化中和。為此可以預測患者長遠的散光度數值，然而這預測的可靠性，還需跟蹤回訪同一患病人群來縱向驗證，來為臨床提供更多的依據。

3.3 角膜散光軸位變化在角膜散光逆規化中的重要性 在我們的研究中發現角膜散光軸位的變化比散光度數值的變化對角膜散光隨年齡逆規化中貢獻更大，見圖7～8，也就是說，可能在角膜散光的逆規變化中，散光軸位方向向逆規方向轉向變化明顯顯著，而散光度數卻無明顯增加，手術不是一味增加植入Toric人工晶體的散光度數來達到患者術后更長久的理想視力，而更應該關注軸位隨年齡的變化來制定手術方案，然而這一觀點需要通過縱向跟蹤回訪某一患病人群來進一步驗證。

總之，本研究對白內障患者術前角膜散光進行了描述性及量化分析，角膜散光≥1.00 D約占44.15%，這些眼散光將影響視網膜清晰成像[16]，并出現視覺模糊，虛影和眩光等癥狀[17]，因此這些白內障患者應該植入TORIC晶體改善視覺質量。因角膜散光隨年齡逐漸向ATR漂移，所以我們建議在相對年輕的患者的ATR更應得到積極矯正。在研究中發現散光軸位逆規變化對整個角膜散光逆規變化的貢獻顯著，希望給白內障醫生選擇更合理矯正散光的策略提供有用信息。通過我們的研究也希望為Toric晶體的設計、生產、儲備提供依據，設計出更完美的晶體，甚至術后可調節散光度及軸位的產品。

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