王颖君 吴慧锋 赵丹 龚余丹 韩亮

汉族儿童近视眼与角膜波阵面像差的相关性研究

王颖君 吴慧锋 赵丹 龚余丹 韩亮

目的 观察儿童眼轴长度（AXL）、角膜曲率（K）、前房深度（ACD）等屈光参数以及角膜高阶像差的变化特点。方法收集64例（64眼）汉族近视儿童的资料（6～12岁），以右眼为研究对象，采用散瞳验光测定屈光不正度数并计算等效球镜度数（SE）、角膜地形图测定并计算K值、A超测定AXL和ACD。角膜像差通过角膜地形图数据转换成Zernike多项式获得。所有病例均跟踪随访观察1年，对比1年前后的各参数的变化，分析各屈光参数与高阶像差间的相关性。结果 患儿1年后出现显著近视化方向漂移，以眼轴延长为主要特征，ACD亦有显著加深，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。角膜高阶像差则无显著变化（P＞0.05）。入选时角膜Zernike 3阶总像差与SE显著相关（P＜0.01），Z（4,0）球差与SE也显著相关（P＜0.05）。1年后，角膜像差与SE及各屈光参数无显著相关性（均P＞0.05）。结论 儿童在青少期近视化进展显著，且以眼轴延长为主要特征，而角膜高阶像差与近视化发展的相关性尚有待进一步研究。

近视 正视化 眼轴 角膜曲率 高阶像差

目前已知，近视眼的发生与人眼在儿童期的正视化过程紧密相关，被认为是此过程中各屈光因子间的协调不良所造成，包括眼轴长度（AXL）、角膜曲率（K）、晶状体屈光力等。除屈光不正之外，近年的研究表明高阶像差也可能在近视眼的发生、发展中起着重要的促进作用[1]。因此，深入研究各屈光参数在近视眼发生过程中的变化特点以及相互间的关系，将有助于我们理解并揭示近视眼发生的内在机制，是当前近视眼研究的热点[2]。鉴于对汉族儿童近视与角膜像差的纵向观察研究尚未见文献报道，我们通过1年的随访观察，记录儿童的眼屈光度数、K、AXL以及角膜像差等屈光参数的变化，动态研究儿童眼球生长发育阶段眼屈光参数的变化特点，以探索近视眼相关发生机制，现将结果报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 收集2011-06—2013-12在我院眼科门诊就诊的64例（64眼）汉族儿童近视患者。其中男30例，女34例；年龄6～12岁，平均（8.78±1.69）岁；等效球镜度数（SE）-6.25～3.37 D，平均（-0.59±1.69）D；球镜度数-5.75～3.25D，平均（-0.39±1.76）D；散光度数（⊿K）-2.00～0.75D，平均（-0.42±0.64）D；眼轴长度（mm）21.86～26.65，平均（23.55±1.06）。≤10岁患儿采用阿托品散瞳法验光、＞10岁患儿采用托品酰胺快速散瞳法验光，测定屈光不正度数。均以右眼为研究对象，排除角膜混浊瘢痕、青光眼、白内障、严重结膜炎、倒睫、圆锥角膜、视网膜脱离、眼底出血等眼部其他疾病，无角膜接触镜配戴史，并且未曾接受过内眼和外眼手术。

1.2 检查方法 托品酰胺或阿托品散瞳后，每一眼分别采用ARK-510A型自动电脑验光仪（日本NIDEK公司）测定屈光不正度数。采用SRLModi型角膜地形图仪（意大利C.S.O.公司）测定3mm和5mm区域最大角膜曲率（K1）及最小角膜曲率（K2）。角膜像差由角膜地形图仪分析软件将地形图数据解析成Zernike多项式，给出Zernike波阵面像差，本研究采用3阶和4阶高阶像差作为分析对象。采用SW-2100型A超仪（天津SUOER公司）测定AXL和前房深度（ACD）。

1.3 观察指标及计算方法 （1）SE：SE=球镜度数+柱镜度数/2；(2)K：K=（K1+K2）/2（角膜可以被近似的认为是球面）；（3）角膜像差参数：由角膜地形图仪内置软件，通过Holladay公式将地形图数据转换解析成Zernike波阵面像差参数。选取3mm和5mm角膜区域的像差均方根（RMS）、3阶高阶像差项（RMS 3rd）、4阶高阶像差项（RMS 4th）和球差Z（4，0）数据进行分析；（4）球镜度数、⊿K均由自动电脑验光仪测定所得；（5）ACD、AXL均由A超测量所得。

1.4 统计学处理 采用SPSS l6.0统计软件。计量资料以表示，入选时和1年后的各屈光参数比较采用配对t检验，并对入选时和1年后各屈光参数与高阶像差作Pearson相关分析。

2 结果

2.1 64例患儿1年前后各屈光参数的变化 见表1。

表1 64例汉族近视患儿1年前后各屈光参数的变化

由表1可见，1年后SE和AXL较入选时均显著增加（均P＜0.01），ACD亦有明显加深（P＜0.05），但K无显著变化（P＞0.05），⊿K无变化（P＞0.05），所有3、4阶高阶像差中的总像差和各Zernike像差项亦无显著变化（均P＞0.05）（限于篇幅，数据未详细罗列）。

2.2 SE与AXL、K、ACD的相关性分析 入选时SE与AXL有显著相关（r=-0.704，P＜0.01），并且1年后仍有显著相关（r=-0.728，P＜0.01）。入选时SE与ACD有显著相关（r=-0.349，P＜0.01），但在1年后无相关性（r=-0.117，P＞0.05）。SE与K在入选时或1年后均无相关性（r=0.025、-0.114，均P＞0.05）。ACD与AXL在入选时与1年后均相关（r=0.379、0.450，均P＜0.01）。

2.3 患儿入选时角膜3、4阶高阶总像差、各Zernike像差项与SE及各屈光参数的相关性分析 见表2。

表2 患儿入选时角膜高阶像差与SE、AXL、K、ACD的相关系数

由表2可见，患儿入选时3mm区域角膜总像差RMS与SE、AXL、K有显著相关性（r=0.398、-0.273、0.334，均P＜0.05），5mm区域的球差Z（4，0）与SE存在弱相关性（r=-0.276，P＜0.05）。1年后所有像差与屈光参数均无相关性（r=0.211、-0.198、0.256、-0.157，均P＞0.05）。

2.4 患儿1年内屈光不正度数的变化 患儿屈光不正度数分布如图1所示：入选时屈光度主要分布在正视眼至中低度近视区段，即近视发生的关键区段；1年后屈光度数明显向近视化方向漂移。

图1 患儿屈光不正度数分布

3 讨论

人眼出生后在视觉环境的刺激下，经历了一个由远视眼发育成正视眼的“正视化”过程。而近视眼的发生被认为是这一正视化过程中各屈光因子间的配合不良所造成。在这一过程中，虽然具体某些个体可能存在不小的变异，但一般来说AXL被认为是决定眼屈光状态的主要因素；K的变化虽然不如AXL变化明显，但研究发现近视眼的K较正视及远视眼为大（尽管各研究结果间存在着差异）。目前相对于横向观察来说，纵向观察研究要少得多。本研究针对一组儿童病例作了纵向随访观察，进行AXL、K、ACD等屈光参数的分析，试图揭示这些屈光参数的变化及内在关系。经过1年随访，结果提示大部分病例的SE均出现显著变化，从（-0.59±1.69）D到（-1.79±2.40）D（P＜0.01），变化方向为近视化，但⊿K无显著性变化，说明⊿K保持相对稳定状态。由此可见，本研究的观察对象经过1年出现了平均1D左右的近视发展，表明6～12岁儿童眼球近视化进展非常迅速。而且本研究对象大多为低度近视或者接近正视状态的儿童，处于近视眼启动发生的关键时间，故可以认为这一阶段儿童视力的变化具有较好的研究价值。从研究对象的自身对照结果来看，各屈光参数最明显的变化为眼轴延长（P＜0.01），相关性分析也表明了，AXL与SE的发展有着显著的相关性（入选时和1年后均P＜0.01）。这些数据表明了绝大多数近视眼发展表现为眼轴的延长（即便在儿童早期近视发生过程中），这与以往的多数研究结果一致[3]。此外，ACD与SE也表现出相关，但相对较弱，并在1年后表现为无相关性。ACD在1年后显著加深（P＜0.05），ACD与AXL在入选时与1年后均相关（均P＜0.01）。曾有研究认为8岁前ACD无显著性变化[4]，但有人对6～11岁儿童进行研究发现ACD随着年龄增长而加深[5]，与本文结果较为一致，说明随着眼轴延长，ACD也相应增加。ACD与SE的弱相关，并在1年后表现为无相关，可能由于两因素均与AXL相关所致，并可能因为ACD对近视在光学上存在拮抗消缓作用（ACD越大，角膜与晶状体的总屈光力越小）及眼球发育的其他因素，1年后两因素间表现为无相关性。

本研究结果显示，K在1年前后无明显变化，表明决定屈光状态发展的主要因子是AXL。但有研究显示K可以随着近视眼的发展出现明显变化[4]，我们未观察到K显著变化，可能因为在本研究1年的观察时间中多数儿童的近视化程度并不大，因此尚未出现K的显著变化，或者K这一测量方法的敏感性不足以反映细微的角膜屈光质量的变化，但也从另一方面也说明了儿童早期近视的主要变化特征是眼轴延长。

近年来人眼的高阶像差被认为在近视眼的发生、发展中可能起着重要作用，尤其在近视发生前后这一关键时间点受到广泛关注[6]。像差包含了角膜像差和眼内像差（主要为晶状体像差）。角膜贡献了整个眼球约70%的屈光力，对眼球屈光状态有着最大的影响。研究表明，角膜和眼内像差一起决定了正常人眼的光学视觉质量，并且两者有部分的相抵消关系，以减少全眼球像差。此前人们认识到黄斑以外近黄斑区的屈光状态与近视眼发生可能有密切关系，而这种旁黄斑离焦状态由角膜、晶状体、眼轴长度和后极部眼球壁几何解剖形态等因素决定。如前所述，角膜对全眼屈光状态影响最大，且角膜表面相对稳定，不象晶状体像差由于受儿童强大的调节力影响而波动较大，测量可重复性相对较差，因此我们将角膜像差作为本研究的像差观察对象，探讨其是否与近视眼发生存在相关甚至因果联系。角膜像差与儿童近视眼发生、发展的相关性尚未见文献报道。本研究结果显示，在1年的观察中，自身对照并未发现角膜高阶像差发生显著性变化，包括3mm和5mm分析区域。其中Z（4，0）球差近年来被认为可能与近视眼的发生有着重要关联[7]，因为它决定了眼的周边离焦状态。如前所述，这种旁黄斑区周边离焦状态被认为可能与近视眼的发生有重要关系（尤其在发生近视眼的前后时间点），甚至是因果关系。本研究结果表明，1年前后的角膜球差无明显变化。横断性的相关分析显示，入选时3mm区域的3阶RMS与SE存在着相关性，且与AXL、K也存在相关性，而5mm区域的Z（4，0）与SE有弱相关性。RMS是反映高阶像差绝对值幅度的参数，3阶像差主要包括了慧差和三叶草，因此这几种像差可能与眼球屈光度数和各屈光因子的发展有关。但是在1年后的横断性相关分析中所有像差均未出现显著性相关，这可能由于1年时间或者1D左右的近视化程度尚不足以明确表现出角膜像差的变化，也可能意味着角膜像差与近视眼的发生无关，有待更长时间的随访观察来进一步证实。

综上所述，本研究通过对儿童1年前后屈光参数和角膜高阶像差变化的观察，提示儿童近视化发展迅速，正视化或近视眼发生前后AXL和ACD均发生了显著性改变，且以眼轴延长变化为主。至于角膜高阶像差未出现显著性变化，有待后续工作中进一步观察证实。

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Relationship between corneal wavefront aberration and myopia progression in children

WANG Yingjun,WU Huifeng,ZHAO Dan,et al.
Department of Ophthalmology,Ningbo Beilun People’s Hospital,Ningbo 315800,China

Objective To investigate the relationship between wavefront aberration and m yopia p rog ression in child ren.Methods The righteyes of64 child ren(6～12y)w ithm yopia were inc luded in the study.Cyc lop legic sphericalequivalence (SE),cornealpowers,anterior chamber dep th(ACD),ocular refraction and axial leng th(AXL)ofg lobe weremeasured using auto-refractor,corneal topographer and A-Scan,respectively.Zernike high order aberrations(HOA)data were derived from the corneal topography data based on the Holladay formula.Allmeasurements were taken at the initiation and 1y after the study,respectively.SPSS software 16.0 was app lied for data analysis.Results Compared w ith initiation of study the SE,AXL and ACD were significantly changed 1y after(P＜0.05);whereas there was no significant change in cornealpower(P＞0.05).There was positive correlation between the AXL and SE both at the initiation and 1y after the study(P＜0.01),but no significant correlation was observed for all the other refractive parameters.HOA d id not show significant changes 1y after study for all sub jects.Only total third orderaberration(RMS 3rd)was significantly correlated with SE at the initiation of study(P＜0.01).Conclusion Themajor change ofocular refrac tive components is the elongation ofocular axis inmyop ic child ren after one year's follow ing.The relationship between HOA and myop ia p rog ression need to be elucidated in the further study.

Myopia Emmetrop ization Axial leng th Cornealkeratometry High order aberrations

2014-03-17）

（本文编辑：沈叔洪）

浙江省医药卫生科技项目（2011KYB102）

315800宁波市北仑区人民医院眼科