高度近视患者的高阶像差、屈光度、眼轴的相关性研究

赖文娟，曾惠红，梁堂钰，吴小花，岑凤萍

（广西贺州市人民医院眼科，广西 贺州 542899）

中华医学会眼科学分会在2019年发布的《儿童青少年近视普查工作流程专家共识》中指出，我国青少年近视率居高不下，且呈现逐年攀升、低龄化和重度化的趋势[1]。早在2018年，国家卫健委统计结果显示我国近视患者已超过6亿，总体近视率为53.6%，其中，大学生和高中的近视率均大于70%，小学生的近视率亦接近40%[2]。2020年在全国7省小学生近视筛查中发现[3]，我省抽取的1 191名小学生中就有429名近视患者，占36.0%。因此，采取强而有力的近视防控措施意义重大且刻不容缓，我国多个省份已将近视防控纳入政府考核指标。患者眼球随屈光度变化而发生改变，但这些变化是否对视觉质量造成影响仍未可知，且国内相关学者在这方面的研究甚少。评价视觉质量的参考因素主要有：屈光度、视力、对比敏感度、像差等，其中，像差和屈光度均为视觉质量的主要影响因素[4]。该两项指标的显著改变可引起患者头晕、眩光、甚至视物模糊等症状[5-6]。因此，本研究旨在通过检测和分析高度近视的青少年患者高阶像差、屈光度、眼轴和眼部结构参数等数据的改变，研究其四者之间的相关性，从而为近视的预防和治疗提供客观依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

将2019年1月至2021年6月期间于广西贺州市人民医院眼科门诊部就诊的高度近视患者232例232眼（均采纳右眼）作为横断面研究对象。其中，男女患者分别为112和120例，年龄6～17岁，平均（12.9±2.2）岁。纳入标准：（1）为年龄小于18岁的青少年；（2）采用复方托吡卡胺滴眼液（厂家：天津金耀集团河北永光制药有限公司，批号：0042116）进行3次散瞳，1次/10 min，由同一医师进行主觉验光。（3）散光度范围为0～-5.00 D，屈光度不小于-6.00 D，矫正视力不小于5.0。排除标准：（1）全身免疫性疾病的患者；（2）合并青光眼、眼底出血、白内障等眼部疾病患者；（3）2周内配戴过软性角膜接触镜的患者；（3）1个月内配戴过硬性角膜接触镜的患者。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有患者及其家属均已知情并签订相关同意书。

1.2 方法与指标

1.2.1 上述患者由同一专业医师进行主觉验光，测量球镜度（spherical，S）、柱镜度（cylinder，C），按照SE=S+1/2C公式计算屈光度即等效球镜度（spherical equivalent，SE）。

1.2.2 通过超声眼科专用诊断仪（迈瑞Resona 8EXP）对同一患者分别测量3次眼轴长度（AL），取其平均值。

1.2.3 通过非接触性眼压计（佳能TX-20）对同一患者进行3次眼压测量（IOP），取平均值。

1.2.4 通过ALLEGRO Topolyzer VARIO三维眼前节分析测量眼部结构参数，包括：（1）角膜曲率：角膜平均屈光力（Km）、角膜最小屈光力（K1）、角膜最大屈光力（K2）；（2）中央角膜厚度（CCT）；（3）前房角（ACA）；（4）前房深度（ACD）。

1.2.5 通过ALLEGRO Topolyzer VARIO三维眼前节分析测量高阶像差参数，包括：总像差（RMSg）、三阶～七阶像差（RMS3～RMS7）、总高阶像差（RMSh）、球差（Z40）、三叶草像差（Z33）、水平位彗差（Z31）、90°/180°方向散光（Z22）。波阵面像差可以近似地用Zernike多项式的均方根（Root Mean Square，RMS）表达，均以μm计算。像差分为六阶：一阶和二阶为倾斜、散光和焦离，属于低阶像差；三阶到六阶为高阶像差，三阶像差包括彗差，四阶像差包括球差，五阶像差包括次级彗差，六阶像差包括次级球差，RMS3至RMS7分别代表三阶到七阶的像差的均方根值，RMSh代表总的高阶像差的均方根值。具体操作方法如下：在暗环境中，嘱被检者，下颌置于颌托上，额部顶靠额托，注视正前方指示灯，然后嘱患者睁眼瞬间对焦，避免睫毛、眼睑遮挡角膜。在瞳孔5 mm的情况下，选取自动成像质量在95%以上的结果作为测量结果（均方根RMS值）。

1.3 数据处理

2 结果

2.1 眼部参数

眼部参数的数据详见表1、2。

表1 患者基本眼部参数Table 1 Basic eye parameters of the patients

表2 患者高阶像差参数（μm）Table 2 High-order aberrations parameters of the patients

2.2 高阶像差相关性分析结果

相关分析结果呈负相关的有：RMS5与年龄，RMSg、RMSh、Z33、RMS3、RMS5、RMS6、RMS7与柱镜度，RMSg、RMSh、Z40、RMS4、RMS6、RMS7与SE，RMSh与AL，Z31与K1（P＜0.05或0.01）；呈正相关有：RMSh、Z40、RMS4、RMS6与 K1，RMSg、RMSh、Z31、Z40、RMS4、RMS6、RMS7 与 K2，RMSg、RMSh、Z31、Z40、RMS4、RMS6与 Km（P＜0.05或0.01）；高阶像差与球镜度、CCT、ACD、ACA均无相关性（P＞0.05），见表3。

表3 高阶像差相关性分析结果Table 3 The results of high order aberration correlation analysis

2.3 SE相关性分析结果

SE与AL、K2、Km、年龄均呈负相关性（P＜0.05或0.01），但与K1、IOP、ACD、CCT、ACA均无相关性（P＞0.05，见表4。将上述影响因素纳入多元回归分析，求出公式SE=-1.228×AL-0.600×K2+52.034，该回归方程有统计学意义（F=53.283，P=0.00815）由回归方程可知，患者的近视程度随眼轴的增长而显著加深。

表4 SE相关性分析结果Table 4 The results of SE correlation analysis

2.4 AL相关性分析结果

AL与年龄、K1、K2、Km、ACD和球镜度（S）均具相关性（P＜0.01），与IOP、CCT、ACA均无相关性（P＞0.05）。纳入多元回归分析后求得回归方程：AL=-0.404×Km-0.312×S+2.019×ACD+34.502（R2=0.746）。结果表明，角膜曲率随眼轴的增长而斜率减小，前房深度随眼轴的增长而增加。

3 讨论

高度近视可引起多种视网膜疾病，其与遗传因素、不科学的用眼习惯、长期接触现代化电子设备发出的高能短波光、硬质食物饮食结构以及体育锻炼的缺乏有关[2-3]。本研究结果屈光度与眼部相应参数的回归方程SE=-1.228×AL-0.600×K2+52.034，表明眼轴（AL）和角膜最大屈光力（K2）对屈光度的变化起着关键作用。既往研究指出眼球的屈光状态，很大程度上受到角膜曲率和屈光力的影响，晶状体的影响排在其次，其他屈光介质的影响相对较小。散光性屈光不正的度数与角膜散光存在很大相关性，由此可见角膜散光在散光性屈光不正中起到重要作用。本研究AL和K2与SE相关分析结果表明，AL和K2对SE有关键调节作用。眼轴的增长会增加角膜散光度数，角膜曲率随着K2的增大而变得陡峭。由此可见，AL和K2二者共同作用调控SE的情况。AL的增长可能由于儿童发育期视黄醇通路被血中高胰岛素阻断，引起巩膜组织细胞增殖过度，最终导致AL的增长，从而引起近视。年龄小于18岁的青少年，正处于眼球快速发育阶段，也是近视的快速发生发展阶段，本研究结果提示医务人员在医疗工作中，对于伴有散光的近视儿童，要辨明其散光产生的重要原因，排除其他疾病导致的散光的同时，关注患儿的AL和K2情况，认真详细记录患儿个人屈光情况，并形成个人档案系统进行长期留存和追踪随访，定期对患儿的AL和K2等各项眼部生物学指标进行监测，采取合理有效的措施进行干预，延缓近视散光的进展，避免视力的进一步下降。

早期的国外研究表明[7]，年龄仅为13岁、屈光度为-6.00 D的患者的眼轴已长成成年人水平，由此可见，眼轴增长与高度近视形成关系密切。本文研究发现AL与年龄呈现正相关性（r=0.281），分析可能与青少年身体发育、用眼活动随年龄增加而加重等因素有关，这与国外学者Pärssinen等[8-9]研究结论吻合。本研究结果眼轴与眼部结构参数回归方程为AL=-0.404×Km-0.312×S+2.019×ACD+34.502，表明角膜平均屈光力（Km）和前房深度（ACD）是眼轴的增长的关键因素。结果可知，AL与Km呈负相关，即Km减小，角膜曲率随之减小，从而AL增长，加速近视的形成。此外，AL随ACD增加而增加，但与前房角、中央角膜厚度、眼压无关。有研究表明[10]，中度近视患者的眼轴与前房深度呈正相关性，而更高度的近视患者的前房深度则并无再变化。本研究的纳入人员均为高度近视患者，并且得到的结论指出AL的改变不是由Km或者ACD单一因素决定，而是二者共同作用的结果。此结果对以往眼轴长度的决定因素进行了补充，临床工作中不仅要关注患者ACD的情况，还要将Km的情况纳入到眼部生物数据的采集中。另有报道发现[11]，眼轴与眼压呈正相关性，怀疑高眼压可能会导致眼球扩张，从而眼轴延长。本研究的对象年龄较小[平均（12.9±2.2）岁]，患儿的眼球自身代偿因素较强，故眼压与眼轴在此年龄阶段未见明显的相关性。这也提示在临床工作中，眼压会由于不同年龄阶段眼球的自身代偿而不同程度地影响眼轴情况。

本研究应用的ALLEGRO Topolyzer VARIO三维眼前节分析结合了Placido磁盘技术，在同一次检测扫描中即可获取波前像差、角膜地形图、眼前段成像和角膜厚度的数据，操作便捷，且选取研究对象年龄偏小，有效消除了主观误差。国内外早期很多研究表明[12-14]，高阶像差与屈光度没有显著的相关性。近年来，Kasahara等[15]和Choi等[16]分别对高度近视患者和散光患者进行研究评估，发现近视和散光的程度均与高阶像差呈现正相关，即近视越严重、散光越大，高阶像差明显增加，对视觉质量产生显著影响。由此可见，新仪器的引入和最新研究结果的更新极其重要，能够为近视的诊断和治疗提供重要的辅助手段。

球镜度数是表征人眼近视和远视的屈光度值的。屈光度是屈光力的大小单位，以D表示，即指平行光线经过该屈光物质，以焦点在1m时该屈光物质的屈光力为1屈光度或1 D。本研究发现，高阶像差与球镜度、CCT、ACD、ACA均无相关性（均P＞0.05），大部分的高阶像差对屈光度、角膜曲率具有显著相关性，其中RMS5与年龄呈负相关，且RMSh与AL呈负相关。屈光度与K1无相关性，K2与Km呈显著的负相关性。有研究指出AL的增长与高阶像差存在着潜在的关联[17]。因此，有理由推断AL增长可能是高阶像差减少的一种补偿方式，从而加速了近视的发生。另有研究指出高阶像差与K1和K2有一定的相关性[18-19]。本研究的结果大部分高阶像差与K1和K2呈现显著相关性，表明角膜曲率对高阶像差乃至视觉质量的变化有着重要作用。有研究指出球差（Z40）对视觉质量有着重要影响，Z40能使调节反应的准确性减小，从而造成黄斑区成像模糊[20，21]。本研究亦发现，Z40与SE、角膜曲率密切相关，即患者的Z40随近视程度加深、角膜曲率陡峭而显著增加，但与眼轴无显著相关性。本文结果发现RMS3和Z31与眼轴不具相关性，其原因可能是像差测量仪器、瞳孔分析直径、患者年龄等的差异造成的。

综上，本文为特定人群（高度近视的青少年）的横断面研究，通过观察和测量患者高阶像差、屈光度、眼轴，以及眼部结构等数据的改变，分析前者与后三者的相关性，从而为防治青少年高度近视提供参考数据。由于本文研究对象的眼球结构处于动态变化阶段，关于高度近视患者视觉质量的研究，仍需作前瞻性纵向研究探索。本研究为设立近视防控制度和体系提供了数据支持。