多区正向光学离焦镜片对近视儿童视觉质量的影响

陈霞 刘伟民 林泉

作者单位：1中南大学爱尔眼科学院，长沙 410015；2南宁爱尔眼科医院，南宁 530003

我国6～18 岁青少年近视患病率高达53.6%，高中三年级学生高度近视率超过20%，温州地区普查数据显示近视率从以往基线的52.89%增至2020年6月的59.35%，高度近视率从以往基线的4.11%增加到4.99%。降低周边远视性离焦的措施成为近视研究的热点，以此为基础的近视矫正方法有：角膜塑形镜（Orthokeratology,OK）、多焦点离焦软镜、多区正向光学离焦镜（Defocus incorporated multiple segment，DIMS）等。Paquin等提出近视患者眼轴增长和眼球弯曲度改变均可以影响眼球内容物的排列，增加了光的散射，从而降低了视网膜成像的对比度，由此产生的光学折射差异对视觉质量造成影响。

人眼光学系统使外界物体在视网膜上成像，由于各种因素，实际成像与视网膜上成像有不同程度的偏差，视觉质量指的是眼内光学系统成像的差异程度。视觉质量与视觉功能密切相关，一般分为主观和客观视觉质量，主观视觉质量受到被检者自身认知和心理等主观因素的影响，既反映屈光系统成像质量，又反映视觉系统功能，主要以功能学检查为主，包括视力、对比敏感度、中间视、眩光、立体视觉、视功能等，可综合全面地分析个体的视觉功能及水平。以往的主观视觉质量需要多种不同方案，多个仪器分别去评估，本研究采用Oculus双目视功能检查仪（德国，Binoptometer 4P型）视觉质量分析系统，探讨不同近视矫正方式多区正向光学离焦镜片、角膜塑形镜及单焦点镜片对近视儿童双眼主观视觉质量的影响，以了解与分析其在儿童近视控制中的可用性及舒适性。

1 对象与方法

1.1 对象

从2020 年7—10 月在南宁爱尔眼科医院视光中心配戴多区正向光学离焦镜片的患者中随机选取31名作为DIMS组，配戴角膜塑形镜的患者中随机选取32名作为OK镜组，配戴单焦点镜片（Single vision，SV）的患者中随机选取30 名作为SV组。纳入标准：年龄8～16 岁；双眼等效球镜度（SE=球镜+1/2柱镜）：-6.00 D≤SE≤-1.00 D，屈光参差＜1.50 D,顺规散光≥-1.50 D,逆规散光≥-0.75 D；单眼裸眼视力＜0.8、最佳矫正视力≥1.0；角膜曲率K1值40～45 D；瞳孔大小正常(2.5～4.0 mm)，暗室环境下不能过小（＜4 mm）或过大（大于光学区）；无影响视觉功能或屈光发育的眼部和全身异常；无眼部器质性病变。对所有研究对象采用口头和书面方式解释检测程序及相关问题，签署知情同意书。本研究遵循赫尔辛基宣言。3组患者基线资料差异无统计学意义（

P

＞0.05），见表1。

1.2 方法

3种矫正方式的患者在同一环境下，由同一名经验丰富的医师在同一台仪器（Oculus双目视功能检查仪）检测以下指标，DIMS组和SV组在戴镜的条件下进行测试，OK镜组在患者上午统一时间摘镜2 h后，经过角膜地形图检测无明显偏位，裂隙灯显微镜检测无明显炎症等相关因素后的情况下进行。

1.2.1 近、远视力 检测40 cm、5 m的近、远视力，拖动距离滑块，将距离缓慢拉近至40 cm，再缓慢拉远至5 m，反复3次，以放松患者调节紧张。每行每个视力水平提供5个视标，被测眼能够正确地辨认出一组5 个视标中至少3 个视标时，表明达到了该视力水平。

1.2.2 对比敏感度：通过E字作为测量视标，每种视标尺寸相同且空间频率为12 c/d。9个对比度级别分别为80%、40%、25%、20%、15%、10%、7.5%、5%、2.5%，每个对比度级别都有5个字母，正常参考值（0.4视标）≤15%。

1.2.3 MesoptometerⅡ检测中间视及眩光 对于每个患者，在暗适应5 min后，从5.0 m虚拟测试距离将目标环（Landolt C环）显示10 s。在检查过程中，背景光亮度保持不变（中间视0.032 cd/m²、眩光0.1 cd/cm），在完成中间视检查后，开启屏幕的左侧眩光源形成3°视角，行眩光测试，逐渐降低视标亮度，直到受检者报告无法看到为止。瞳孔处的平均眩光亮度为3 lx，测试屏幕的环境照明度为5 lx。4个对比度分别在中间视（无眩光）情况下分为4个等级（Grade 1—Grade 4）和有眩光情况下分为4个等级（Grade 5—Grade 8），见表2。中间视、眩光敏感度正常参考值≤1∶2.7，而对比度等级为1∶5这一档最为重要。

图1.远近立体视检测图Figure 1.Near and far stereoscopic examination

1.2.4 立体视 轮廓立体视检查是由双眼视差产生的立体视，视差越大，立体感越强（见图1）。双眼立体视锐度等级分为600″、400″、200″、100″、80″、60″、45″、30″、15″。远、近距离立体视觉中如能通过100″者为中心立体视，能通过100″～ 600″者为周边立体视，无法分辨立体图者为立体视盲。

图2.多区正向光学离焦镜片的光学设计图多区正向光学离焦镜片[3]的光学设计，是由视远中心区域（1个直径为9 mm清晰的中心区）用于校正屈光不正；多焦点离焦区域（是一个蜂房设计区域，有396个小凸点分布在镜片前表面的中央六边形外围直径约33 mm的区域），用于形成近视性离焦，其屈光度是+3.50 D，起着延缓近视度数加深的作用；镜片周围区域，在多点离焦区域之外的镜片周围部分不再有小凸点，与视远中心区域一样用于校正屈光度数Figure 2.Optical design of the multiple focus segment lens.The optical design of the multiple focus segment [3] in the far-center region(a clear center region with a diameter of 9 mm) is used to correct refractive errors.The multi-focus region (a honeycomb design region with 396 small convex points distributed on the central hexagon of the front surface of the lens with an outer diameter of about 33 mm) is used to form myopic defocus,and its refractive power is+3.50 D.The areas around the lens outside of the multipoint defocus area and the telecentric area no longer have small convex spots used for refractive correction.

表1.配戴3种矫正方式患者的基线数据比较
Table 1.The comparison of baseline data for three groups

,number of cases.Data are expressed as means ± standard deviation.SE,spherical equivalent;SV,single vision;OK,orthokeratology;DIMS,defocus incorporated multiple segment.

表2.视标不同等级对比度水平
Table 2.Contrast levels of different levels of visual targets

Lf,optotype luminance;Lb,background luminance.Contrast threshold=(Lb—Lf)／Lb

表3.戴镜后3组患者远、近视力变化
Table 3.Comparison of three groups of the near and distance vision

,number of cases.Data are expressed as means ± standard deviations.SV,single vision;OK,orthokeratology;DIMS,defocus incorporated multiple segment.N,near visual acuity before wearing lenses -near visual acuity after wearing lenses for 1 month;D,far visual acuity before wearing lenses -far visual acuity after wearing lenses 1 month.

1.2.5 框架眼镜的验配 DIMS镜的材料为聚碳酸酯，折射率为1.590，离焦区域外为球形设计，如图2所示。睫状肌麻痹验光：使用盐酸环喷托酯（赛飞杰）剂量每5 min一次，共2次，在最后一次滴眼后30 min检测瞳孔对光反射消失，用电脑验光（Topcon KR8800）测量散瞳后的屈光度数，待睫状肌功能恢复正常后再进行主觉验光，主觉验光在综合验光仪上进行，患者试戴后以屈光不正完全矫正的原则确定最终配镜处方。应用国际标准视力表进行近视力和远视力测定。嘱咐患者每天至少配戴12 h，若镜片有严重划痕或破损，需及时就医更换；复查时若度数变化超过0.50 D则需更换镜片。

1.3 统计学方法

前瞻性临床研究。采用SPSS 25.0统计软件进行统计分析。只取右眼数据用于比较。计量资料以表示，符合正态分布采用单因素方差分析。计数资料采用卡方检验。立体视、眩光及中间视行秩和检验。眩光、立体视与SE、年龄、对比敏感度的相关性分析采用Spearman相关性分析。以

P

＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组患者戴镜前后近、远视力变化比较

戴镜前3组最佳矫正近视力、远视力差异无统计学意义（

F

=2.39,

P

=0.097;

F

=0.85,

P

=0.432）。戴镜1 个月后，3 组患者的近视力戴镜后变化比较差异无统计学意义（

F

=0.60,

P

=0.565）。3 组中任意2组的戴镜后远视力变化比较差异均无统计学意义（

F

=0.59,

P

=0.575），见表3。

2.2 3组患者近、远立体视锐度比较

立体视按照等级排列依次分为＞600″，600″～200″，≤100″3个级别。在远、近立体视锐度当中，经统计分析，3 组之间差异无统计学意义（

P

=0.270、0.420）。在近立体视锐度中，3 组在600″～200″视锐度的人数分别都是最少的，在各组当中人数最多的分别是DIMS组在≤100″占71 %，SV组在≤100″与OK镜组在＞600″下人数相等。在远距立体视锐度中，SV组在＞600″最多占44%，OK镜组在≤100″的视锐度人数最多占44%，而DIMS组人数在≤100″最多占58%。见图3。

图3.3组近、远立体视人数比例构成图SV1、OK1、DIMS1在近立体视锐度当中人数比例分布构成图；SV2、OK2、DIMS2在远立体视锐度当中人数比例分布构成图Figure 3.The proportion of children in the three stereoscopic groups for near and far.Scale diagram of SV1,OK1 and DIMS1 in near stereoscopic acuity;Scale diagram of SV2,OK2 and DIMS2 in far stereoscopic acuity.SV,single vision;OK,orthokeratology;DMFS,defocus incorporated multiple segment.

2.3 3组患者对比敏感度比较

SV组、OK镜组、DIMS组3组之间的对比敏感度比较差异有统计学意义（

F

=17.96,

P

＜0.001），主要见于SV组与DIMS组，OK组与DIMS组之间比较差异有统计学意义（

P

＜0.001）；DIMS组的整体对比敏感度水平优于SV组及OK镜组（见图4）。DIMS组中20例（65%）被检者对比敏感度≤15%，SV组及OK镜组分别只有4名被检者（15%），6名被检者（19%）对比敏感度≤15%。

2.4 3组患者眩光及中间视比较

DIMS组在有眩光和无眩光情况下，对比度等级（1:2.7、1:2.0）的通过率均高于SV组和OK镜组，且1:2.0 对比度等级更为明显，差异均有统计学意义（均为

P

＜0.001）（见表4）。

表4.3组矫正方式中间及眩光视对比敏感度人数的分布情况
Table 4.Distribution of mesopic functions and glare contrast sensitivity tests in three groups

SV,single vision;OK,orthokeratology;DIMS,defocus incorporated multiple segront.

2.5 眩光及立体视分别与性别、年龄、屈光度的相关关系

Spearman相关性分析显示，本研究纳入患者立体视锐度大小与年龄呈负相关（

r

=-0.30,

P

=0.007）,相关程度比较弱，与屈光度数无相关性（

r

=0.23,

P

=0.151）。本研究眩光与对比敏感度间呈强相关性（

r

=0.64,

P

＜0.001）（见图5），与性别、年龄、屈光度数均无相关性（

r

=-0.092、-0.129、-0.097,

P

＞0.05）。

图4.3组矫正方式的对比敏感度等级分布图Figure 4.Contrast sensitivity ratio distribution diagram of the three groups.SV,single vision;OK,orthokeratology;DIMS,defocus incorporated multiple segment.

图5.眩光与对比敏感度的相关性0等级代表＞1:23对比度；1等级代表1:23对比度；2等级代表1:5对比度；3等级代表1:27对比度；4等级代表1:2对比度Figure 5.Correlation between glare and contrast sensitivity.Grade 0 represents contrast ＞1:23;Level 1 represents 1:23 contrast;Level 2 represents 1:5 contrast;Level 3 represents 1:27 contrast;Level 4 represents 1:2 contrast.

3 讨论

多区正向光学离焦镜片和角膜塑形镜的设计都是基于周边近视离焦的原理，Lam等研究表明与SV组相比，DIMS组减缓59%的近视进展，抑制60%的眼轴增长，与目前相关文献中近视控制效果的研究比较效果也是颇佳的。人为地将图像移至视网膜前的成像区域必然会导致视觉敏锐度的降低，并导致相关的视觉不适。因此，应用周边离焦原理矫正近视的关键是平衡临床疗效和相关视觉质量的损害。目前研究热点大多集中在戴镜后像差及对比敏感度函数等客观视觉质量的变化方面，很少报道利用主观综合测量仪分析多区正向光学离焦镜片、角膜塑形镜、单焦点镜片配戴后的主观视觉质量。大多数的主观视觉质量通过国内外VFQ－25和相关视觉质量问卷调查表等去研究，本研究综合分析比较3组之间对比敏感度、眩光及中间视、立体视、近远视力变化的差异性。

对比敏感度是人眼在不同对比度条件下，分辨不同空间频率目标的能力，在现实生活中所接触的物体多是低对比的中间灰度物体，而通常我们检查的视觉性能仅是对比度100%的视敏度，对比敏感度更加真实地反映及评估视功能，更符合人眼视觉的实际环境。Stoimenova发现近视眼人群在不同对比敏感度时均低于正视眼。本研究采用的Oculus字母对比敏感度测量仪具有对光学特性测量的可靠性、简便性(3～5 min)及可用性。正常情况下，可见的对比敏感度越低代表视觉质量越好，本研究结果显示DIMS组整体对比敏感度优于OK镜组、SV组，DIMS组的整体对比敏感度小于15%，而OK镜组和SV组多数对比敏感度大于20%。在同一环境中，DIMS组显示了更高的对比敏感度及视觉质量。同Jaskulski等采用印第安纳波前分析仪中高分辨率像差镜片地形图与普通单焦点眼镜对比，多焦点镜片有更高的对比敏感度的研究结果相似。本研究中，DIMS镜片中心屈光度和周边微透镜填充比列相当，视轴位置居中，周边离焦区域由1 mm六边形的小透镜组成，近邻间距为0.5 mm，多个1 mm直径微透镜形成的离焦区域对整个活动范围视觉质量影响小，而角膜塑形镜使整个眼表面形态的不规则性增加进而会使泪膜稳定性下降,影响整个视觉质量。Li等也研究发现蜂窝设计与同心圆设计的DIMS镜片相比，微透镜在瞳孔范围内的分布均匀，都是6～7个，动态下视觉质量相对稳定。Oshika等研究表明，角膜塑形镜在低阶像差得到矫正的同时，由于角膜表面不规则性增加，增加的彗差会在很大程度上影响视觉系统对比敏感度的大小，导致出现暗室环境下视物不清、眩光或光晕等现象，与本研究结果相同。

本研究显示对比度敏感度与眩光呈强相关性，和檀思蕾等研究空间频率对比敏感度与眩光光晕程度存在一定的相关性一致。眩光是指杂射光在眼内散射所引起视觉不舒适，使视网膜的对比度降低，造成人眼的分辨能力下降，中间视觉是眼球适应亮度介于明暗视觉亮度范围之间，由视网膜的锥细胞和杆细胞同时起作用的视觉。近年，眩光的检测主要利用干扰光源检测目标对比度的丢失情况，也有一些设备检测干扰光源的光晕，使受检者无法准确识别光晕的边缘。本研究采用MesoptometerⅡ方法检测时眩光光源亮度和角度恒定，受检者通过识别视标便可定量分析对比度大小，评估眩光程度，其具有一定可靠性和重复性。石尧等证实近视患者与正常人相比，夜晚模式有无眩光下全频段对比敏感度均下降。本研究证实近视儿童中DIMS组在有眩光下可识别1:2.0对比敏感度的人数是最多的，而OK镜组多数识别1:23对比敏感度及以上人数相对较多，SV组大多数识别1:5对比敏感度及以上，而在德国对比度等级为1:5这一档被纳入驾驶证考试的合格范围，在无眩光也就是中间视时，DIMS组仍然是识别1:2.0对比敏感度人数最多，OK镜组和SV组均在识别1:23对比敏感度人数相对较多。眩光模拟在阳光明媚的日子或因迎面而来的汽车前灯而出现的日常情况，配戴多区正向光学离焦镜片的儿童更加适应眩光对视网膜功能的干扰，整个视觉质量变化不明显。理论上光线通过离焦衍射面会形成衍射次波，高阶的衍射次波会导致光能量的损失。但DIMS组在中间视及眩光下成像质量都较好，可能得益于多区正向光学离焦镜片的蜂窝状设计，在这种设计中，近视离焦区有多个过渡区，这些过渡区是平滑和混合的，以最大限度地减少形成视觉光晕的可能性。此外，考虑到中央清晰区的直径很大（9.4 mm），中央视野范围凝视的视觉质量被很好地保存了下来,很大程度减少了光线的散射。本研究中光学镜片组诱导的光学像差，角膜塑形镜改变光学前表面的形态，均会导致眩光对比度的下降，在Kojima等也证实角膜塑形镜导致角膜表面不规则会引起眩光，本研究也证实具有近视性离焦的角膜塑形镜组比光学镜片组眩光敏感度高，视觉质量相对较差。

立体视是视觉器官对周围物体三维空间位置的分辨感知能力，人类的立体视锐度体现人眼能感知的最小深度差异，亦是由双眼不同角度看到的像经大脑综合分析后获得的三维立体空间感觉。立体视觉检查对屈光不正、双眼视功能异常等眼部疾病的诊治有重要意义。当存在屈光不正时，患者黄斑中心凹成像不清晰，引起神经冲动传导的减弱，从而影响患者的立体视觉。近距离立体视是在调节、辐辏和瞳孔反应参与动态立体，远距离立体视是静态下的立体视。传统多采用读片法加配戴偏光眼镜用不同的方法分开检测远近立体视。本研究除去以往环境的亮度、照度和颜色等因素的影响，同时测量远、近立体视锐度，减少研究的偏差及耗时性。本研究显示3组矫正方法均改善远近立体式功能，3 组远近立体式锐度大多在100″以上，其中配戴框镜的儿童在远近中心立体视锐度中最多。既往也研究发现采用Worth四点法检测立体视，评估发现配戴框镜1 个月后随着融合的建立，立体视锐度逐步趋于正常。与Carly等研究证明DIMS组和SV组在2年后的立体视视觉功能变化方面无显著差异结果一致。但是既往的研究发现，在眼前同时放置+2.50 D镜片与底朝内棱镜保持调节和辐辏放松的情况下，近距离立体视下降。本研究中，多区正向光学离焦镜片有33 mm的离焦区范围内分散+3.50 D的凸透镜，引起近距离的调节辐辏反应轻微，立体视觉改变不显著，与单焦普通镜片相比未见明显差异性。多项研究表明屈光参差、近视力与近立体视觉之间呈正相关，立体视觉受近视力的影响较大，与远视力不相关。本研究发现屈光度数与立体视未见明显关系，可能是因为本研究选用低中度近视儿童比较多，基线屈光度数无明显差异性。立体视与年龄呈一定相关性，与以往Williams等发现立体视随年龄增长而发育，儿童的立体视到9岁左右达到成人水平研究结果一致。

3 组不同矫正方式戴镜1 个月后近视力变化都有不同程度的降低，配戴多区正向光学离焦镜片后的近视力减少最少，而视近距离视力减少，需要更多的调节，易导致患者视疲劳加重。远视力变化不大，说明1个月内戴镜后各组视力稳定。视近活动影响近视眼进展的机制还不明确，可能与近视眼患者在近距离用眼中存在持续缓慢的调节有关。本研究中多区正向光学离焦镜片屈光度降低可能主要发生在距中心9 mm之外的周边区域，而中央区屈光度相对稳定，故视远和视近时对调节和集合影响较少，不会引起双眼协动参数的改变。

Oculus双目视功能检查仪在国内用于眼科领域主观视觉质量检查鲜见报道。而国外，它除了作为德国官方进行夜间驾驶能力评估的专用设备外，更广泛应用于白内障、屈光手术前后各指标的检测，并显示有较好的重复性和有效性。配戴多区正向光学离焦镜片与角膜塑形镜、单焦点镜片相比可显著改善青少年近视患者的视觉敏感度及立体视功能，视觉质量更佳，值得推广应用。在有效控制近视进展的同时使多数患者获得良好的视觉质量，为屈光不正患者视力矫正的理想选择。本次研究样本量和平均年龄较小，且随访时间较短，部分混杂因素：如明瞳、暗瞳下的瞳孔直径未得到有效的控制，故对于配戴多区正向光学离焦镜片后更确切的视觉质量变化，仍需长时间的大量样本的研究。

利益冲突申明

所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明

陈霞：收集数据，参与选题、设计及资料的分析和解释；撰写论文；根据编辑部的修改意见进行修改。刘伟民：参与选题、修改论文中关键性理论的结果、结论。林泉：收集数据，参与选题、设计、资料的分析和解释，修改论文中关键性结果、结论；根据编辑部的修改意见进行核修