基于非散瞳验光结果评价儿童青少年近视风险的研究

张丁元 穆英超 程志浩 任浩然 封康 李宏田 张勇 刘建蒙

近视是最常见的眼屈光不正类型。东亚和东南亚地区儿童青少年近视率显著高于全球其他地区[1-2],且近几十年呈快速上升趋势[3]。中国地处东亚地区,儿童青少年近视防控形势严峻。国家卫健委2020年抽样调查显示,中国6岁儿童近视率为14.3%,小学生为35.6%,初中生为71.1%,高中生为80.5%[4]。近视不仅影响视觉体验,随着近视度数的加深,眼部病变和并发症发生风险也会显著升高[5-6]。研究显示[1, 7-10],高度近视会导致视网膜脱离、黄斑部脉络膜退行性病变、未成熟期白内障和青光眼等眼部病变和疾病。

目前针对儿童青少年近视的矫正治疗主要是配戴眼镜,包括框架眼镜、角膜塑形镜和多焦软镜等,但这类光学矫正仅能延缓近视的进展[11]。近距离工作[12-13]和使用电子屏幕[14-16]是影响近视发生与进展的主要危险因素。尽管大量研究证实增加室外活动、强化眼保健等简便易行的干预手段能有效预防近视发生、延缓近视进展[17-19],但近视早发、高发形势依然严峻,这在一定程度上与近视潜隐期相对较长、早期防控意识较弱、健康教育难度较大有关。调动家长和学生主观能动性、强化早期预防意识、主动远离近视危险因素是近视防控的关键。

定期开展裸眼远视力和屈光检查是动态监测近视发生与进展情况的重要手段。有研究表明单纯基于非散瞳验光结果筛查中小学生近视具有可行性,并给出了各年龄段用于筛查近视的等效球镜度数参考界值[20-21]。但如何根据屈光检查结果预测未来近视发生与进展风险目前尚不明确,屈光检查未能发挥预测、预警作用。本研究拟综合裸眼远视力和非散瞳验光结果描述山东某县7～17岁学生近视发生情况,同时构建基于等效球镜度数预测近视发生与进展风险的参考曲线,以期量化评估近视发生与进展风险,为强化近视防控提供抓手。

对象与方法

一、研究对象

2019年3—5月,山东某县妇幼保健院面向全县中小学生开展了常规视力检查项目(因学业安排全体高三学生及部分初四学生未参加视力检查)。该项目以入校普查的方式,开展标准化裸眼远视力和屈光检查,同时收集学生姓名、性别、所在班级等基础信息。本研究依托该项目而开展。

二、视力检查

视力检查由县妇幼保健院负责实施。在项目开始前,对所有参与项目人员进行了标准化培训。裸眼远视力检查工具为标准对数视力表[22],屈光检查工具为Nidek AR-1自动电脑验光仪,所有参加检查对象均同时接受了双侧裸眼远视力和屈光检查,行屈光检查前未散瞳。裸眼远视力检查结果以5分方式记录,屈光检查结果包括球镜度数、柱镜度数和轴位,所有检查结果及学生基础信息由项目人员统一录入标准化数据采集平台。

三、数据处理

按照《山东省普通中小学学籍管理规定(试行)》[23]有关要求,中小学每一学段内升级采取直升式,不允许跳级或留级,同一班级学生年龄主体相同,故项目未收集学生年龄信息。为便于描述结果,本研究根据学生所在年级确定年龄,比如小学一年级定为7岁,高中二年级定为17岁。

参考《中小学生屈光不正筛查规范》[24],等效球镜度数为球镜度数与1/2倍柱镜度数之和;筛查性近视判定标准为受检学生单侧眼裸眼远视力低于5.0,且在非散瞳状态下等效球镜度数<-0.500 D。除特殊说明外,下文所提到的近视均指筛查性近视。

四、统计分析

全部数据采用SAS 9.4软件处理与分析,假设检验均为双侧检查,显著性水平α=0.05。采用频数和构成比描述研究对象基础信息,采用χ2检验比较不同特征对象近视患病率差异,采用趋势χ2检验评价近视患病率随年龄变化趋势。

研究以每位学生等效球镜度数更低的眼作为近视发生及进展风险预测的基准,在获得年龄别近视患病率、年龄别等效球镜度数百分位数分布的基础上,根据两者对应关系确定单纯依据等效球镜度数判定近视发生情况的参考界值(比如7岁的近视患病率为15%、7岁学生等效球镜度数的第15百分位数为-1.000 D,则将-1.000 D作为判定7岁近视的等效球镜度数参考界值),同时假定年龄别近视患病率维持相对稳定且同一年龄组对象其等效球镜度数所处百分位数随着时间推移维持相对稳定,据此获得标识各年龄组近视发生及进展风险的等效球镜度数参考界值。

结 果

一、基本情况

2019年3—5月共67所中小学的43 413名学生参加视力检查。经过数据核查,在剔除354例视力检查数据不完整的对象后,研究最终纳入43 059名(99.2%)对象,其中小学生19 258人(44.7%),初中生15 384人(35.7%),高中生8 417人(19.5%)。按性别区分,男生22 570人(52.4%),女生20 489人(47.6%)。按年级区分,除初中四年级(15岁)纳入对象相对较少(n=2 564),其他年级纳入对象人数介于3 583至4 746之间,详见表1。

表1 研究对象的人口学特征及近视患病率Table 1 The demographic characteristics and the myopia prevalence of subjects

二、近视患病情况

在43 059名7～17岁学生中,共有25 675名患有近视,近视患病率为59.6%(95% CI：59.2%～60.1%)。按学段区分,小学的近视患病率为32.8%(95% CI：32.1%～33.4%),初中为77.5%(95%CI：76.8%～78.2%),高中为88.4%(95%CI：87.7%～89.1%),经趋势卡方检验近视患病率随学段增长而升高(P<0.0001)。按性别区分,女生的近视患病率为63.4%(95% CI：62.8%～64.1%),而男生为56.2%(95% CI：55.5%～56.8%)。按年龄区分,7岁学生共3 986人,其中515人患有近视,患病率为12.9%(95%CI：11.9%～14.0%);17岁学生共4 392人,其中3 908人患有近视,患病率为89.0%(95%CI：88.0%～89.9%);经趋势卡方检验近视患病率总体上随着年龄增长而升高(P<0.0001),详见表1。从近视患病率随年龄增长的增量看,大体上呈现先增大、后减小的趋势。从9岁到10岁增量最大,为13.4个百分点,从16岁到17岁增量最小,为1.1个百分点,详见表1。

三、近视发生与进展风险预测

如表1所示,7～17岁组近视患病率点估计值依次为12.9%、19.6%、31.1%、44.5%、55.9%、67.7%、77.1%、81.3%、86.5%、87.9%和89.0%,据此计算了7～17岁共11个年龄组各自的等效球镜度数的第12.9、19.6、31.1、44.5、55.9、67.7、77.1、81.3、86.5、87.9和89.0百分位数,共获得121个百分位数点。为便于理解和应用,本研究将此121个百分位数点分别整理成了近视风险参考界值表和演化曲线图。详见表2和图1。

图1 中小学生近视风险评价图Figure 1 Myopia risk evaluation chart for primary and secondary students

表2 中小学生近视风险评价表Table 2 The risk assessment of myopia for primary and secondary students

1.判定近视的等效球镜度数参考界值：表2主对角线即为各年龄近视患病率所对应的等效球镜度数百分位数参考界值点。由表可知,判定7～9岁近视的等效球镜度数参考界值为-1.250 D,判定10～14岁近视的等效球镜度数参考界值为-1.375 D,判定15～17岁近视的等效球镜度数参考界值为-1.625 D。该参考界值用于判定7～13岁学生近视准确率超过80%,判定14～17岁学生近视的准确率超过90%,真实性评价结果详见表3。

表3 判定近视的等效球镜度数参考界值及准确率Table 3 The Reference and accuracy of spherical equivalent refraction for myopia

2.近视的发生风险预测：表2下对角阵给出了预测各年龄组近视发生风险的参考界值。以7岁受检学生为例,如果其等效球镜度数在0.250 D及以上,则该生处于7岁等效球镜度数第86.5百分位数及以上,表明其患近视年龄可能在15岁及以后;以此类推,如果其等效球镜度数在0.125～0.250 D之间,则可能会在14～15岁患近视;如果在0～0.125 D之间,则可能会在13～14岁患近视;如果在-0.125～0 D之间,则可能会在12～13岁患近视;如果在-0.250～-0.125 D之间,则可能会在11～12岁患近视;如果在-0.50～-0.25 D之间,则可能会在10～11岁患近视;如果在-0.750～-0.500 D之间,则可能会在9～10岁患近视;如果在-1.000～-0.750 D之间,则可能会在8～9岁患近视;如果在-1.250～-1.000 D之间,则可能会在7～8岁患近视;如果在-1.250 D以下,则可能已经患有近视。

3.近视的进展风险预测：表2上对角阵给出了预测各年龄组近视进展风险的参考界值。若某学生7岁时视力检查的等效球镜度数为-1.250 D,则该生已经处于该年龄等效球镜度数分布的第12.9百分位数,即可能已经罹患近视,后续其等效球镜度数的变化曲线可能是：8岁时进展到-1.625 D,9岁时-2.375 D,10岁时-3.125 D,11岁时-3.750 D,12岁时-4.750 D,13岁时-5.375 D,14岁时-5.750 D,15岁时-6.375 D,16岁时-6.875 D,17岁时-7.125 D。

四、性别差异情况分析

研究分别计算了各年龄男女生近视患病率,并根据上述方法,分别绘制了男生和女生预计近视年龄在7～17岁之间的等效球镜度数演化曲线(图2)。如图所示,男女生演化曲线大体重合。

图2 中小学生近视风险评价图(不同性别)Figure 2 Myopia risk evaluation chart for primary and secondary students(by gender)

讨 论

本研究依托山东某县视力普查项目分析了中小学生近视患病情况,探索了单纯依据等效球镜度数判定近视的参考界值,并在假定年龄别近视患病率和同一年龄组等效球镜度数所处百分位数随着时间推移维持相对稳定的基础上,获得了标识各年龄组近视发生与进展风险的等效球镜度数参考界值,并绘制了相应的等效球镜度数演化曲线。

散瞳验光是国际公认的诊断近视的金标准[25-27],但在人群筛查时,因散瞳操作费时,非散瞳验光结合裸眼远视力检测是筛查近视主要手段[26]。根据《中小学生屈光不正筛查规范》[24],单侧眼等效球镜度数<-0.500 D且裸眼远视力低于5.0即判定为近视。按照这一标准,研究地区小学、初中和高中三个学段近视患病率分别为32.8%、77.5%和88.4%,按照小学六年、初中三年折算后的患病率依次为38.8%、81.0%和88.4%,这与北京[28]、深圳[29]等地报告水平相当;同国家卫建委组织开展的全国层面调查相比[4],小学阶段大体持平,初中和高中阶段高于全国平均水平,这与研究现场是全国经济百强县、经济社会发展较快的实际情况相符合。同既往研究类似[30-32],本研究发现近视患病率随年龄增长近乎呈线性升高趋势,这一方面与巩膜逐渐老化、晶状体屈光能力逐渐下降有关,另一方面也与学习强度不断增加有关[33]。研究发现,9～13岁近视患病率增幅均超过10个百分点,提示此时可能是发生近视的快速增长期,应予以重点关注。

若不考虑非散瞳验光误差,某一群体等效球镜度数平均水平越低近视患病率通常越高。既往研究结果表明[20-21],单纯依据等效球镜度数筛查儿童青少年近视具有较好的灵敏度和特异度。本研究根据同一年龄组近视患病率与等效球镜度数百分位数分布的对应关系,确定了单纯依据等效球镜度数判定7～17岁近视的参考界值。该参考界值用于判定7～13岁学生近视准确率均超过80%,用于判定14～17岁学生近视的准确率均超过90%,表明单纯依据等效球镜度数判定近视具有可行性,也提示根据近视患病率与等效球镜度数百分位数之间的对应关系开展近视发生与进展风险预测具有可行性。

本研究在构建近视发生与进展风险参考界值时主要基于如下两个假设,首先假定同一年龄别等效球镜度数百分位数分布随着时间推移维持稳定,即若某一对象在初次筛查时其等效球镜度数位于所在年龄组的第80百分位数,其在后续筛查中也将位于第80百分位数。等效球镜度数在儿童青少年阶段随年龄增长通常呈持续渐变且单调下降的趋势[31],这一特性减小了某一对象在同年龄组所处百分位数短期内发生较大波动的可能性。就近视影响因素而言,主要涉及遗传和环境两个方面,遗传因素相对固定,环境因素虽然可变,但影响近视的环境因素主要涉及用眼习惯、运动习惯等,这些因素在相对较短时期内,通常也会维持相对稳定。本研究还假定低年龄组未来的近视患病率与高年龄组当下的近视患病率相同,即若筛查时7岁组近视患病率为12.9%、8岁组为19.6%、9岁组为31.1%,则7岁组近视患病率在1年后升至19.6%、在2年后升至31.1%。该假设有其局限性,但在国家相继出台系列近视防控措施、各年龄段近视患病率均已逼近或居于高位的背景下,也有一定合理性。倘若针对同一群体开展长期随访,理论上可获得更为真实可靠的等效球镜度数演化轨迹,但随访研究时间跨度过长,近视发生率及其主要影响因素在随访期间可能发生很大变化,随访结果的适用性值得商榷。

研究获得的等效球镜度数风险演化曲线具有较高应用价值。就个体而言,根据等效球镜度数检查结果,对照曲线即可获知发生近视的可能年龄以及近视进展轨迹,有助于学生和家长更加直观地感知与认识近视风险,进而调动其主观能动性,从个人和家庭做好近视防控。就群体而言,精准把握近视发生与进展风险能为干预人群和干预时机的确定提供参考依据。综合前述两个假设以及风险曲线特点,建议与学生及家长沟通近视发生风险时采用类似如下表述：“某某同学目前7岁,根据电脑验光结果,如果他在预防近视方面所做努力处于同龄孩子平均水平,参照目前高年级同学近视患病情况,预计他在12岁左右可能会近视”。针对近视进展情况沟通方式与之类似。

本研究首次尝试建立基于等效球镜度数预测近视风险的参考曲线,研究结果有助于强化学生及家长近视预防意识、提升研究地区近视防控水平。研究结果对于近视患病率与研究地区相仿的其他地区或有一定参考价值。近年来国家高度重视近视防控,多数地区均将近视筛查作为常态化工作,基于筛查数据构建并适时更新本地区近视发生与进展风险预测曲线,有助于强化近视防控效果。本研究发现男生和女生等效球镜度数风险演化曲线大体重合,表明在实践中可以基于同一曲线开展近视风险的预测与评价。本研究有如下局限性：首先,未纳入学龄前儿童,了解学龄前儿童屈光不正情况并尽早开展近视风险评价与预测是非常必要的;其次,部分初中毕业年级由于学业原因未参加视力检查,导致15岁样本数量较少,可能影响该年龄组近视患病率及相应风险参考界值稳定性。

研究获得了量化评价7～17岁学生近视发生及进展风险等效球镜度数参考界值及相应的近视风险演化曲线,为科学预测近视的发生及进展、针对高危群体开展近视防控提供了依据,填补了长期缺乏近视风险量化评估标准的空白。鉴于男女生参考值不存在明显差异,在实践中可使用统一的参考界值进行风险评估。

致谢感谢参加视力普查的全体工作人员和学生。