3～6歲學齡前兒童各屈光參數情況及其與等效球鏡的相關分析

李 童,于 睿,張鳳一,王亞彤,許 昊,高洪蓮,張 磊

0 引言

屈光不正已成為全球關注的公共衛生和社會問題,其中近視占絕大多數[1-6]。人眼是一個復雜的屈光系統,與淚膜、角膜、前房深度、晶狀體及玻璃體密切相關,在兒童生長發育時期,各個屈光參數不斷發生變化,其最終平衡狀態決定了眼球的屈光狀態[7-8]。我國青少年兒童近視主要以軸性近視為主,即眼軸長度(axial length,AL)未能保持在正常范圍內[9]。然而,有些AL相對較短的眼睛的屈光狀態可能是近視,而AL相對較長的眼睛的屈光狀態也有可能是遠視。這是因為眼睛屈光成分的代償性調節涉及到AL與角膜曲率半徑(corneal radius of curvature,CR),輕度遠視眼通過代償性增加AL來匹配CR,由于角膜是相對穩定的,隨著AL繼續變長,眼睛的屈光狀態由正視變為近視[1]。大量研究發現,眼軸長度/角膜曲率半徑(axial length/corneal radius of curvature ratio, AL/CR)比值與屈光狀態的關系較AL更為密切[10-14]。近年來,我國青少年兒童近視呈高發、低齡化、重度化趨勢[15],專家普遍認為近視防控關口應提前至學齡兒童[16],重視遠視儲備的檢查[17],部分地區已經嘗試開始使用AL及AL/CR來評估屈光狀態[1,18-20],也發表了《中國學齡兒童眼球遠視儲備、眼軸長度、角膜曲率參考區間及相關遺傳因素專家共識》[21],但對于學齡前兒童相關參數研究較少。本研究以3～6歲學齡前兒童為研究對象,通過分析各屈光參數的分布情況及其與屈光狀態的關系,進一步闡明學齡前兒童眼球生長發育和屈光狀態變化情況,評估各屈光參數對其屈光發育的監測作用,期望為近視防控工作提供幫助。

1 對象和方法

1.1 對象橫斷面研究。選取2021-03/05在北方某城區幼兒園視力篩查中同意進行散瞳驗光的3～6歲學齡前兒童791名。排除標準:影響視力及屈光檢查的相關疾病(如先天性白內障、眼球震顫、上瞼下垂、斜視、弱視[22]),近1mo配戴角膜接觸鏡,既往有眼部手術史、外傷史等。本研究遵循《赫爾辛基宣言》。向每所幼兒園解釋了該研究的性質和可能的結果,在校長同意參加后,向所有孩子的監護人詳細說明檢查的細節,并簽署知情同意書。在檢查當天取得受試者的口頭同意。

1.2 方法測量AL、角膜屈光力(corneal refractive power, K),小瞳孔下電腦驗光和散瞳驗光后等效球鏡(spherical equivalent,SE),然后計算CR及AL/CR。

1.2.1 眼科檢查所有受試者均由經驗豐富且經過統一培訓的驗光師及眼科醫師進行眼前節及眼位檢查。采用ARK-510A全自動電腦驗光儀進行屈光度檢測,每只眼連續測量3次,取平均值。所有受試者選用1%硫酸阿托品眼用凝膠行睫狀肌麻痹,每天點眼3次,連續3d,觀察瞳孔直徑及瞳孔對光反射,若瞳孔直徑>6mm或瞳孔對光反射消失,則進行電腦驗光[21,23],分別記錄球鏡度數、柱鏡度數及軸位。根據以下公式換算SE,SE=球鏡度數+1/2柱鏡度數。采用非接觸眼生物測量儀(IOL Master)測量受檢者AL、水平角膜屈光力(horizontal corneal refractive power,K1)、垂直角膜屈光力(vertical corneal refractive power,K2),根據以下公式計算CR,CR=1000(n2-n1)/K(K為K1和K2的平均值,n1為空氣屈光指數1.0000,n2為角膜屈光指數1.3375),然后計算AL/CR比值。

1.2.2 篩查指標評定標準散瞳驗光法:根據SE分為以下5組,正視(>-0.50～<+0.50D)、輕度近視(>-3.00～-0.50D)、中高度近視(≤-3.00D)、輕度遠視(+0.50～<+3.00D)、中高度遠視(≥+3.00D);AL/CR法:AL/CR>3作為近視診斷的陽性臨界值。

1.2.3 質量控制在研究開始前,充分告知幼兒園老師、受試者監護人及受試者具體檢查流程,對所有驗光師及眼科醫師進行了相關培訓。在整個研究過程中,均使用相同的儀器設備,每天檢查和校準所有設備。通過復查處理不可靠結果。

2 結果

由于右眼AL(r=0.98,P<0.001)和CR(r=0.54,P<0.001)與左眼的AL、CR密切相關,因此本研究只分析右眼的數據。

2.1 屈光狀態檢出情況在完成散瞳驗光的791名3～6歲學齡前兒童中,男生400人(50.6%),女生391人(49.4%);3歲214人(27.1%),4歲196人(24.8%),5歲189人(23.9%),6歲192人(24.3%);輕度遠視組500人(63.2%),中高度遠視組187人(23.6%),正視組68人(8.6%),輕度近視組36人(4.6%)。表1展示了不同年齡、不同性別學齡前兒童的屈光情況。隨著年齡的增長,遠視的發生率逐漸降低,近視的發生率逐漸增加。總體來看,被試兒童多處于遠視狀態,隨著時間的發展,其屈光狀態逐漸由中高度遠視轉變為輕度遠視再轉變為正視,從4歲開始,已有被試兒童出現近視。

表1 3～6歲學齡前兒童遠視、正視、近視發生率 人(%)

2.2 不同年齡和不同性別及不同屈光組間屈光參數的比較AL、CR、AL/CR、SE平均值分別為22.62±0.94mm、7.81±0.29mm、2.90±0.09、+1.95±1.31D。AL隨著年齡的增長而增長,每年增長0.02～0.71mm,除4歲與5歲組間無顯著差異,其余各年齡組間存在顯著差異(F=91.63,P<0.001)。AL/CR隨著年齡的增長而增長,每年增長0.00～0.07,除4歲與5歲組無顯著差異,其余各年齡組間存在顯著差異(F=121.27,P<0.001)。SE隨著年齡的增長呈下降趨勢,每年下降0.41～1.00D,各年齡組間存在顯著差異(F=188.71,P<0.001);而CR隨著年齡緩慢增長,每年增長0.00～0.04mm,僅在3歲與6歲組間有顯著差異,其余各組之間無顯著差異(F=2.92,P=0.03)。男生AL顯著長于女性(t=6.77,P<0.001),男生CR顯著大于女生(t=7.99,P<0.001),男生與女生AL/CR差異無統計學意義(t=-0.22,P=0.82),男生與女生SE差異無統計學意義(t=1.30,P=0.19),見表2。除正視組與輕度近視組間AL無顯著差異,其余各屈光組間AL均存在顯著差異(F=78.63,P<0.001)。除中高度遠視組與輕度遠視組、輕度近視組間CR有顯著差異,其余各組間CR無顯著差異(F=9.28,P<0.001)。中高度遠視組、輕度遠視組、正視組、輕度近視組間AL/CR存在顯著差異(F=527.22,P<0.001)。中高度遠視組、輕度遠視組、正視組、輕度近視組間SE存在顯著差異(F=1543.12,P<0.001),見表3。不同SE組間AL/CR百分位數及95%CI見表4。

表2 不同年齡、不同性別學齡前兒童屈光參數情況

表3 不同屈光組學齡前兒童屈光參數情況

表4 不同SE組間AL/CR百分位數值

2.3 散瞳前后SE比較隨著年齡的增長,散瞳前SE由3歲時平均值0.00D減少至6歲平均值-0.83D,除3歲與4、5歲,4歲與5歲間無顯著差異,其余各組間均有顯著差異(F=23.30,P<0.001)。男生與女生散瞳前SE差異無統計學意義(t=0.60,P=0.55)。散瞳后SE由3歲平均值3.09D減少至6歲平均值0.82D,各年齡組間均存在顯著差異(F=188.71,P<0.001);男生與女生散瞳后SE差異無統計學意義(t=1.30,P=0.19),見表5。散瞳后SE(+1.95±1.31D)較散瞳前(-0.22±1.23D)增加,差異有統計學意義(t=-43.14,P<0.001)。

表5 3～6歲學齡前兒童散瞳前后SE情況

2.4SE與AL、CR、AL/CR的相關性分析AL與SE呈中等負相關(r=-0.50,P<0.001,圖1),CR與SE無相關性(r=0.16,P=0.95,圖2),而AL/CR與SE呈極強負相關(r=-0.86,P<0.001,圖3)。將睫狀肌麻痹后獲得的SE作為因變量,自變量為AL/CR,協變量為年齡與性別,進行多元線性回歸分析。其中,AL/CR、年齡及性別可以解釋SE變化原因的78.3%,AL/CR、年齡顯著負向影響SE,AL/CR每增加1個單位,SE平均降低10.91個單位;而性別不能顯著影響SE的變化,見表6。

“家政服務業從業人員就業前景好，我們在市場調查的基礎上，總結為三個原因。” 泓福泰家政服務有限公司負責人方蓓燕向記者介紹道。

圖1 SE與AL的關系。

圖2 SE與CR的關系。

圖3 SE與AL/CR的關系。

表6 3～6歲學齡前兒童睫狀肌麻痹后SE多元線性回歸分析

2.5 篩查指標準確性評估以睫狀肌麻痹后SE≤-0.50D為診斷近視的金標準,近視者共36人(4.6%),見表7、8。以AL/CR>3篩選出可疑近視者共106人(13.4%),其中有34人睫狀肌麻痹后SE≤-0.50D,其篩查近視的靈敏度為94.44%,特異度為90.46%,約登指數為0.84;以小瞳孔下電腦驗光SE≤-0.50D篩選出近視者共292人(36.9%),其中有36人睫狀肌麻痹后SE≤-0.50D,其篩查近視的靈敏度為100%,特異度為66.09%,約登指數為0.66;兩種篩查指標相比,AL/CR的約登指數較高,即在篩查近視方面,AL/CR相對于小瞳孔驗光來說準確性較高,見表9。

表7 AL/CR與散瞳驗光結果比較 人

表8 小瞳孔驗光與散瞳驗光結果比較 人

表9 篩查指標準確性比較

2.6ROC曲線及最佳截斷值分析以AL/CR及AL作為篩查近視的指標繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve,ROC曲線),AL/CR及AL曲線下面積分別為0.967(95%CI:0.952～0.981)、0.809(95%CI:0.742～0.876),見圖4。AL/CR診斷近視的最佳截斷值為3.01,敏感度為94.40%,特異度為93.80%。AL診斷近視的最佳截斷值為23.13mm,敏感度為80.60%,特異度為74.80%。就篩查近視方面,AL/CR較AL的準確性更高,見表10。

圖4 AL/CR及AL篩查近視的ROC曲線分析。

表10 AL/CR、AL篩查近視的最佳截斷值

3 討論

屈光不正是影響青少年兒童視力及視功能的重要原因之一[24-26]。研究指出,預計到2050年,全球近視患者數將達到47.58億,占全球總人數的49.8%[27]。就我國而言,青少年兒童近視患病率至2050年預計上升到84%[28]。本研究顯示,入組的791名學齡前兒童中有36人(4.6%)已經發生近視,隨著年齡的增長,近視所占的比例也越來越大,這也證實了既往研究報告結果[29-31]。此外,部分未發生近視的學齡前兒童,若在學齡前期消耗過多的遠視儲備,其在中小學時期則更容易發展為近視。就上述問題而言,將近視防控的關口前移到學齡前兒童,增加對遠視儲備的監測,盡早發現,盡早干預,精準防控,抑制學齡期間近視的高發態勢工作刻不容緩[16,32-33]。

睫狀肌麻痹散瞳驗光是診斷屈光不正的金標準,但是使用睫狀肌麻痹藥物后會有畏光、視近模糊等眼部癥狀,還可能會造成皮膚潮紅、口干、發熱等全身癥狀[34],且耗時長,對專業技術要求高[35],因此在進行大規模的群體監測中很難實施。所以,找到一種可以準確且方便可行的指標來評估屈光狀態是非常有必要的。本研究通過描述入組學齡前兒童屈光狀態,分析其屈光參數,并選用幾種目前常用的篩查指標來與散瞳驗光做對比,分析其在篩查近視中的準確性。目前最常用的方法是監測裸眼遠視力(uncorrected distant visual acuity, UCDVA),但是其主觀性強,且受光照環境、視力表類型、受檢者的配合程度及操作者的技巧等方面的影響;此外嚴重遠視和散光的兒童也會有視力不良,僅靠UCDVA無法準確地區分屈光狀態[36-38]。替代的非侵入性檢查方法還包括小瞳孔下電腦驗光、AL和AL/CR。

本次研究結果表明,睫狀肌麻痹后獲得的SE較小瞳孔下電腦驗光有所增加,差異有統計學意義(P<0.05),學齡前兒童正處在發育期,其調節能力較強,睫狀肌麻痹后眼失去調節致正屈光度增加,負屈光度下降,可以解釋這種差異;年齡越小,SE越偏向遠視的受試者,睫狀肌麻痹前后電腦驗光數據差值越大,這也與國內外研究結果相一致[17,39]。AL、CR、AL/CR隨年齡的增加而增長,SE隨年齡的增長呈下降趨勢;男生的AL、CR顯著大于女生,而AL/CR、SE均無顯著差異;SE越偏向近視,AL越長,AL/CR越大,與既往研究結果相似[40-43]。AL、AL/CR與SE均存在著相關性關系,其中以AL/CR與SE的相關性最強(r=-0.86),由此可見多數屈光不正是由屈光參數失調所致。AL/CR每增加1個單位,SE平均降低10.91個單位,這與之前的研究結果大致相符[44-45]。

鑒于AL/CR與SE的高度相關關系,我們將AL/CR>3作為篩查近視的陽性臨界值,其靈敏度為94.44%,特異度為90.46%,約登指數為0.84,相對于小瞳孔驗光來說,其診斷的準確性更高;并且,AL/CR的ROC曲線下面積為0.967,明顯優于AL。以上結果皆表明,AL/CR篩查近視的效能明顯優于其他指標。此外,我們的研究還討論了AL/CR及AL篩查近視的最佳截斷值,其中,AL/CR診斷近視的最佳截斷值為3.01,靈敏度為94.40%,特異性為93.80%;AL診斷近視的最佳截斷值為23.13mm,靈敏度為80.60%,特異性為74.80%;與既往研究結果不同[43,46],這是因為我們的研究對象為3～6歲學齡前兒童,其眼球仍處在發育過程中,當其超過最佳截斷值時,我們就要高度關注其屈光狀態的發生與發展,對于近視高危人群給予密切關注;但其再次證明了AL/CR在篩查近視方面的價值高于AL。且由表4可知,可以根據AL/CR大體判斷出被試者的屈光情況,排查出遠視儲備可能小于同年齡組的兒童,及時進行散瞳驗光明確診斷,有針對性地對遠視儲備不足的對象重點進行預警,實施一級防護干預,盡量降低近視的發生率和患病率。

本研究具有一定的局限性:(1)AL/CR及年齡僅能解釋SE變化原因的大部分,我們需要結合其他參數來解釋這一問題;(2)本研究是一項橫斷面研究,無法闡明近視發生前各屈光參數的變化。我們將根據本研究的結果,進一步進行前瞻性研究,明確AL/CR發現學齡前兒童原始儲備的效率。此外,規范化建立兒童屈光發育檔案是非常有必要的,動態追蹤各指標的變化,精確發現近視高危人群,有的放矢,為近視防控提供指導和參考。