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软件分析睑板腺囊肿术后儿童睑板腺功能和形态

2020-09-02骆文婷邸悦李思红乔彤

医学综述 2020年16期
关键词:板腺眼表泪膜

骆文婷,邸悦,李思红,乔彤

(上海市儿童医院 上海交通大学附属儿童医院眼科,上海 200062)

睑板腺囊肿是一个儿童常见的眼睑疾病。由于儿童处于视觉发育的关键期,大的睑板腺囊肿可能会造成继发性上睑下垂、弱视,并可引发高阶像差,导致视觉质量明显降低[1]。外生型的睑板腺囊肿会造成眼睑皮肤面明显瘢痕形成,眼睑畸形,甚至毁容,严重者需要进行整形或植皮治疗。保守治疗无效时,睑板腺囊肿切除术[2]仍是最有效的治疗方法。

睑板腺囊肿炎症累及上、下眼睑的睑板腺组织,炎症过程或睑板腺囊肿切除术均可能损害相关睑板腺[3]。睑板腺是上下眼睑睑板内最大的油脂腺腺体,睑板腺分泌的正常脂质形成泪液的脂质层,能够锁住泪液的水分,避免过度蒸发。健康的泪液对于维持清晰视觉和保持眼表健康非常必要。睑板腺腺管阻塞导致睑板腺囊肿形成,当阻塞加重时,睑板腺边缘形成一个明显的结节,导致其无法正常分泌脂质,引起泪液的过度蒸发,导致干眼[4]。睑板腺囊肿的主要病因是睑板腺功能障碍[5],可引发睑板腺相关性角结膜病变,以偏下方暴露的角膜结膜被荧光素钠染色为特征,新近研究通过睑板腺分析仪和角膜光学断层扫描仪对儿童睑板腺相关性角结膜病变的损伤进行量化[6]。近年来,儿童睑板腺功能障碍疾病已逐渐受到眼科医师的重视,但常因误诊导致病情迁延,严重者可致角膜溃疡,影响视力。

以往对睑板腺囊肿疾病的关注点仅在于眼睑包块大小以及有无累及皮肤面。Oculus眼表分析仪为充分认识睑板腺囊肿提供了帮助,既往研究运用Oculus眼表分析仪可以直观准确地观察分析睑板腺及睑板腺开口的形态,并测量泪膜破裂时间及下泪河高度(lower tear meniscus height,LTMH)[7-8]。但由于睑板腺边界弯曲,形态不规则,而Oculus并未搭载计算睑板腺缺失率的软件,故睑板腺测量计算的难度较大。本研究采用Image J软件选取睑板腺边界,计算睑板腺缺失率,分析睑板腺囊肿术后儿童睑板腺缺失与泪膜不稳定之间的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2019年2月1日至6月30日在上海交通大学附属儿童医院眼科行双眼睑板腺囊肿手术的34例(68眼)儿童睑板腺囊肿患者作为睑板腺囊肿组,其中男17例、女17例,年龄4~10岁,平均(6.7±1.8)岁;角膜曲率39.70~-47.80 D,平均(43.14±1.50) D;角膜散光0.10~4.40 D,平均1.05(0.8,1.48) D。同时选取21例(39眼)无症状门诊儿童作为对照组,男13例、女8例,年龄6~12岁,平均(9.2±1.9)岁;角膜曲率38.60~45.20 D,平均(42.53±1.28) D;角膜散光0.20~2.50 D,平均(1.17±0.56) D。睑板腺囊肿组年龄明显低于正常组(t=6.500,P<0.001);而睑板腺囊肿组角膜曲率明显高于正常组角膜曲率(t=2.227,P=0.028)。两组性别比较差异无统计学意义(P=0.048),两组角膜散光比较差异无统计学意义(Z=0.178,P=0.858)。本研究经上海市儿童医院伦理委员会批准(2019R009-F01),所有患儿家属均签署了知情同意书。

1.2纳入与排除标准 正常对照组纳入标准:①年龄4~10岁;②未接受过眼部手术;③无睑板腺相关眼病。睑板腺囊肿组纳入标准:①年龄6~12岁;②双眼睑板腺囊肿术后1个月以上。排除标准:①角膜接触镜配戴史;②长期或近期使用影响泪液分泌及泪膜稳定性的药物(如皮质类固醇、抗青光眼药);③干眼、圆锥角膜、青光眼、角膜炎、慢性泪囊炎等眼部疾病;④有睑板腺囊肿手术外的其他眼部手术史及外伤史;⑤患有系统性红斑狼疮、类风湿关节炎等全身结缔组织及自身免疫性疾病。

1.3方法

1.3.1检查项目 先用裂隙灯眼前节检查排除角膜结膜炎症。使用Keratograph 5M眼表分析仪(德国 Oculus,型号77000)测量角膜地形图,观察睑板腺的形态及数量,并且测量相关泪膜功能指标,包括非侵入性首次泪膜破裂时间(non-invasive first tear film break up time,NIBUTf)、非侵入性平均泪膜破裂时间、LTMH及眼红分析。Oculus眼表分析仪通过采集的红外线睑板腺图片判断睑缘开口和睑板腺缺失程度。

1.3.2检查方法 检查室室内温度22~28 ℃,相对湿度为30%~50%,避免使用空气流动设备。Keratograph 5M眼表分析仪检查顺序如下:①检测NIBUTf和非侵入性平均泪膜破裂时间。暗室条件下,患者下颌落定于颌托,前额与额带贴紧,双眼自然睁开,使Placido盘投影至角膜表面并对焦;嘱注视中心红点,并充分瞬目两次后尽可能保持睁眼,设备自动测量,重复测量两次,取平均值。②测量LTMH:泪河图是初步判断泪液分泌量的指标。使用Oculus分析仪检查时,泪河图自动呈现,手动测量泪河上下极对应点宽度,取两次测量平均值。若泪河连续性好,取瞳孔中心正下方作为测量位置;若泪河连续性欠佳,取瞳孔正下方、内眦偏瞳孔、外眦偏瞳孔作为测量位置,取3个位置测量的平均值,正常应>0.2 mm。③眼红分析:分为0~4级,0~1级正常,等级越高,眼表充血越严重。④角膜地形图:将Placido盘投影至角膜表面并对焦,设备自动采集图像,重复两次,取角膜曲率及角膜散光的平均值。⑤睑板腺拍摄:选取上眼睑成像界面,翻转上眼睑,通过非侵入性红外线睑板腺成像系统观察睑板腺腺体,手动对焦后,采集图片。由于下眼睑睑板的支撑力普遍较弱,下眼睑睑板腺图像显像欠清晰,本研究全部选取上眼睑睑板腺图片。

通过Image J软件计算获得睑板腺缺失值,即睑板腺缺失=睑板腺缺失面积/整个上眼睑面积(图1)。依据睑板腺评分标准[9]评价眼睑部分或完全睑板腺缺失情况,0分:无睑板腺缺失;1分:受累睑板腺面积小于全部睑板腺面积的33%(即睑板腺缺失<33%);2分,受累睑板腺面积占全部睑板腺面积的33%~66%;3分,受累睑板腺面积超过全部睑板腺面积的66%(即睑板腺缺失>66%)。单眼睑板腺评分即该眼上下眼睑评分的总和。

1.4观察指标 采用Zhao等[7]创立的睑板腺扭曲度评分标准进行评价,0级:睑板腺无扭曲。1级:睑板腺扭曲度>90°,睑板腺缺失面积<1/3。2级:睑板腺扭曲度>90°,睑板腺缺失面积1/3~2/3;或睑板腺扭曲度:45°~90°,睑板腺缺失面积<1/3。3级:睑板腺扭曲度>90°,睑板腺缺失面积>2/3;睑板腺扭曲度45°~90°,睑板腺缺失面积1/3~2/3。4级:睑板腺扭曲度:45°~90°,或睑板腺缺失面积>2/3;睑板腺扭曲度<45°,睑板腺缺失面积<50%。5级:睑板腺扭曲度<45°,睑板腺缺失面积>50%,见图1。

图1 睑板腺扭曲度分级图片

采用Image J软件测量正常对照组的上睑板图像,上睑板整体面积为148 334像素数,见图2a;测量睑板腺缺失面积为23 449像素数,见图2b;睑板腺缺失率为15.8%。

2a:上睑板面积 2b:缺失睑板腺面积及比例

采用Image J软件测量睑板腺囊肿术后上睑板整体面积为82 989像素数,见图3a;测量睑板腺缺失面积为48 675像素数,见图3b;睑板腺缺失率为58.65%。

3a:上睑板面积 3b:上睑板腺缺失面积及比例

采用MATLAB 2016b软件计算所采集的睑板腺图片面积。将图像输入MATLAB 2016b软件,进行8种不同数字图像增强,通过提高对比度和降低图像噪声自动识别睑板腺边缘(不调整、不锐化、Butterworth滤波、Laplace增强、对数变换、伽马矫正,直方图均衡,图像提取);通过图像转换获得睑板腺囊肿术后睑板腺二值图像,见图4a;通过睑板腺区域自动识别获得睑板腺囊肿术后睑板腺腺泡区域图像,见图4b;并通过计算得出整体分析区域的比例,即睑板腺腺泡比例。

4a:睑板腺囊肿术后睑板腺二值图像 4b:睑板腺囊肿术后睑板腺区域图像

2 结 果

2.1两组睑板腺及泪液参数比较 与正常对照组相比,睑板腺囊肿组睑板腺缺失率、睑板腺缺失评分均明显升高(P<0.01),睑板腺数量、睑板腺腺泡比例、LTMH均明显降低(P<0.01),两组睑板腺弯曲度、NIBUTf、眼红分析评分比较差异无统计学意义(P>0.05),见表1。

2.2两组不同睑板腺缺失率分布及相关性分析 睑板腺囊肿组睑板腺缺失率为10%~20%的人数最多,共16例;正常组睑板腺缺失率为0%~10%的人数最多,共17例,见表2。睑板腺囊肿组年龄、性别均与睑板腺缺失率无相关性(rs=-0.216,P=0.077;rs=-0.094,P=0.448)。睑板腺囊肿组的睑板腺数量与睑板腺缺失率呈负相关(rs=-0.711,P<0.001),睑板腺囊肿组睑板腺缺失率与睑板腺扭曲度呈负相关(rs=-0.328P=0.006)。睑板腺囊肿组睑板腺缺失率与NIBUTf、LTMH、眼红分析均无相关性(rs=-0.165,P=0.179;rs=0.152,P=0.216,rs=-0.037,P=0.767)。而睑板腺囊肿组LTMH与NIBUTf呈正相关(rs=0.351,P=0.003)。

3 讨 论

睑板腺缺失可见于儿童睑板腺囊肿患者和部分正常儿童。睑板腺囊肿及手术操作均可导致大量睑板腺管的缺失。家长和眼科医师通常仅关注外生型睑板腺囊肿造成的皮肤面瘢痕,而常忽视了睑板腺囊肿所致睑板腺腺体阻塞和缺失对正常泪膜脂质层分泌的影响,最终导致泪液蒸发增加,影响眼健康。随着医疗技术的不断提高,对睑板腺的研究逐渐深入,针对睑板腺囊肿发生的睑板腺形态研究将为明确睑板腺管弯曲与睑板腺管阻塞缺失的关系提供帮助。

多项研究对睑板腺形态特点及伴有眼表疾病(如睑板腺功能障碍)的治疗进行了研究,Bron和Tiffany[10]发现,蒸发过强型干眼的最常见病因是睑板腺功能障碍,也可偶发于无症状患者。Mizoguchi等[11]研究发现,眼表炎症会造成睑板腺结构和功能的改变;Watters等[12]报道了睑板腺功能障碍患者眼表的微生物种类。研究证实,Oculus眼表分析仪能够获得客观有效的NIBUT、LTMH值,且检查过程较舒适[13]。睑缘的异常、睑板腺腺体的分泌物、睑板腺形态学的缺失程度是临床评价睑板腺的形态和功能的最重要参数[14]。睑板腺摄像(即使用红外滤波器)通过光照使睑板腺结构可视化,已成为了解睑板腺缺失及追踪疾病进程的重要工具[15-18]。非接触式睑板腺摄像系统是一种实用且易被患儿接受的获得睑板腺结构信息的检查方法。既往睑板腺相关研究主要关注健康人群的睑板腺缺失[19-21]及弯曲度[7],未对儿童睑板腺囊肿患者睑板腺形态进行充分阐述。

表1 两组睑板腺及泪液参数比较

表2 两组不同睑板腺缺失率分布 (例)

本研究通过Image J软件计算获得睑板腺缺失数据,并对该数据进行评价,避免了既往仅凭肉眼主观判断所获得睑板腺缺失而导致的误差。儿童睑板腺缺失与成人不同。多项研究表明,睑板腺改变与年龄密切相关[15,20,22-24],年龄是最明显的睑板腺缺失的危险因素,本研究中,年龄、性别均与睑板腺缺失率无相关性,可能与纳入研究对象均为年幼儿童有关。NIBUTf可能受到多重因素的影响,且正常人群的NIBUTf变异亦较大。研究显示,睑板腺缺失率与NIBUTf及LTMH不相关[15,17],可根据LTMH判断泪液分泌量,而泪液分泌量与睑板腺功能间接相关,本研究结果与其一致,睑板腺囊肿组睑板腺缺失率及LTMH明显低于正常对照组,两组NIBUTf比较差异无统计学意义(P>0.05)。泪膜指标虽然不能直接评价睑板腺功能,但睑板腺腺体缺失能间接造成LTMH变窄,使泪液蒸发加快、泪液量减少。

本研究结果显示,睑板腺囊肿组与正常对照组睑板腺弯曲度比较差异无统计学意义(P>0.05),但睑板腺囊肿组睑板腺缺失率与睑板腺弯曲度呈负相关,推测可能与睑板腺囊肿组缺失的睑板腺数量较多有关。目前无法明确睑板腺管阻塞的原因,即睑板腺管阻塞前睑板腺缺失和睑板腺弯曲发生的先后顺序还需要后期对睑板腺形态变化研究的确定。

除NIBUTf或泪河高度变异大之外,健康儿童的睑板腺形态变异也较大[17]。本研究结果显示,正常儿童也存在无症状的睑板腺缺失,睑板腺可代偿睑板腺的少量缺失。有文献显示,健康人群睑板腺的变异可能与环境污染、电子产品使用有关[25]。Tichenor等[26]的研究显示,青少年泪膜和睑板腺疾病与电子产品使用无关。但长期使用电子产品对眼健康的影响尚不明确。有报道称,蠕形螨感染与睑板腺功能障碍及睑板腺相关性角结膜病变有关[27]。另有研究显示,上下眼睑的睑板腺缺失率并无显著差异[28]。由于儿童的配合度相对较差,难以进行大样本研究,且下睑结膜面较上睑结膜面的睑板腺图像成像质量差,因此本研究存在样本量较小、仅分析了上眼睑的睑板腺形态等不足,仍需要大样本多中心全面的研究进一步证实。

综上所述,睑板腺囊肿睑板腺缺失率与睑板腺弯曲度有关,睑板腺的弯曲、阻塞所致的腺体阻塞可能导致睑板腺囊肿。先天或获得性睑板腺改变可能引起儿童多发性睑板腺囊肿,睑板腺缺失不仅常见于睑板腺囊肿患儿,也可见于部分正常儿童。

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