遠(yuǎn)視眼與近視眼角膜生物力學(xué)研究及眼壓的比較

孫倩 周躍華

遠(yuǎn)視眼與近視眼角膜生物力學(xué)研究及眼壓的比較

孫倩 周躍華

中央角膜厚度；角膜滯后量；角膜阻力因子量

目的比較遠(yuǎn)視眼與近視眼角膜生物力學(xué)參數(shù)和眼壓的差異。方法分別選取遠(yuǎn)視眼與近視眼各60眼，應(yīng)用眼反應(yīng)分析儀測量角膜生物力學(xué)的指標(biāo)：角膜滯后量和角膜阻力因子量，模擬Goldmann眼壓，角膜補(bǔ)償眼壓。對(duì)遠(yuǎn)視組和近視組的角膜屈光力、中央角膜厚度及角膜生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)；對(duì)角膜生物力學(xué)特性的影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析;對(duì)中央角膜厚度與眼壓的關(guān)系進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。結(jié)果遠(yuǎn)視組與近視組之間角膜屈光力差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-4.103,P<0.01)。僅中央角膜厚度與角膜滯后量和角膜阻力因子量呈顯著正相關(guān)(r=0.637、0.519，均為P<0.01)。中央角膜厚度與非接觸眼壓計(jì)測得的眼壓和模擬Goldmann眼壓均呈正相關(guān)(r=0.428、0.406，均為P<0.01)，與角膜補(bǔ)償眼壓不相關(guān)(r=0.075，P=0.466)。角膜屈光力與非接觸眼壓計(jì)測得的眼壓呈正相關(guān)(r=0.283，P<0.01)，與模擬Goldmann眼壓和角膜補(bǔ)償眼壓無相關(guān)性(r=0.186、0.117，P=0.067、0.251)。結(jié)論角膜的生物力學(xué)參數(shù)主要與角膜厚度呈正相關(guān)，不受眼屈光狀態(tài)影響。

[眼科新進(jìn)展，2014，34(10)：971-974]

從機(jī)械角度講，角膜是一層堅(jiān)固的膜性結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了眼睛與外界隔離的屏障。早期即有針對(duì)離體角膜硬度或彈力的研究報(bào)道[1]。另有研究從角膜的厚度和硬度方面關(guān)注了眼壓(intraocular pressure,IOP)測量的真實(shí)性[2]。隨著眼反應(yīng)分析儀(ocular response analyzer，ORA)在眼科臨床的應(yīng)用，在活體角膜上評(píng)估其生物力學(xué)特點(diǎn)成為可能。越來越多的研究關(guān)注了近視眼屈光手術(shù)前后角膜生物力學(xué)的變化和相關(guān)因素[3]。本前瞻性研究旨在比較遠(yuǎn)視眼與近視眼角膜生物力學(xué)的特點(diǎn)及眼壓，從而提供不同屈光狀態(tài)的眼球角膜生物力學(xué)特點(diǎn)及眼壓的資料，以期更全面的認(rèn)識(shí)角膜生物力學(xué)特點(diǎn)及眼壓。

1 資料與方法

1.1一般資料選取2010年4月至2012年9月于北京同仁醫(yī)院屈光矯治中心就診的屈光不正患者61例(120眼)，其中男25例(48眼)，女36例(72眼)，年齡18～55歲，平均28.5歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：屈光度數(shù)穩(wěn)定2 a以上；檢查前受檢者無角膜接觸鏡配戴史或至少停戴2周以上軟性接觸鏡(soft contact lens,SCL)、3周以上硬性接觸鏡(rigid gas-permeable contact lens,RGP)或3～6個(gè)月角膜矯形鏡(orthokeratology contact lens，OK)。排除標(biāo)準(zhǔn)：圓錐角膜及疑似圓錐角膜，角膜營養(yǎng)不良，青光眼，糖尿病，瘢痕體質(zhì)以及全身系統(tǒng)性疾病，其他眼部手術(shù)及眼外傷史。分組：遠(yuǎn)視組31例(60眼)，男17例(32眼)，女14例(28眼)；年齡18～55歲，平均29.4歲；等效球鏡(spherical equivalent,SE)為+0.125～+12.250 D,平均+6.570 D。近視組30例(60眼)，男8例，女22例；年齡19～40歲，平均27.6歲；SE為-2.000～-13.500 D，平均-6.450 D。

1.2檢查方法

1.2.1一般眼科檢查入選患者行眼科常規(guī)檢查并記錄相關(guān)結(jié)果，包括裸眼視力(uncorrected visual acuity，UCVA)和最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)，裂隙燈眼前節(jié)檢查(SL-1E，日本Topcon公司)、非接觸性眼壓計(jì)(TX-F，日本Canon公司)測量IOP、間接鏡眼底檢查、電腦驗(yàn)光(RK-F1，日本Canon公司)、顯然驗(yàn)光、散瞳驗(yàn)光、角膜屈光力(AveK)檢查、A型超聲角膜測厚和計(jì)算機(jī)輔助的角膜地形圖(Topographic Modeling System TMS-4，日本Tomey公司)。

1.2.2ORA測量角膜生物力學(xué)參數(shù)和IOPORA采用動(dòng)態(tài)雙向壓平原理，利用一個(gè)先進(jìn)的電光分析系統(tǒng)準(zhǔn)確地測量平行的脈沖氣流引起的角膜向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，壓平后再形成輕微的凹陷，在恢復(fù)過程中角膜再獲得一次壓平。這樣就得到兩次壓平IOP值，由于脈沖氣流的動(dòng)態(tài)性及角膜黏滯性衰減，兩次壓平眼壓值不同，其差異即為角膜滯后量(corneal hysteresis,CH)，主要反映角膜黏性阻力，即吸收和分散能量的能力；另一角膜生物力學(xué)參數(shù)為角膜阻力因子(corneal resistance factor,CRF)，在該定義中，角膜阻力因子=P1-(0.7×P2)(P1和P2分別代表角膜第一次和第二次壓平時(shí)的氣流壓力值)，用以表示角膜對(duì)外力作用的總體反應(yīng)，是測量角膜黏滯性和彈性累積效應(yīng)的指標(biāo)。CRF與CH值均由機(jī)器直接提供。此外，ORA還提供了兩個(gè)IOP測量參數(shù)：(1)模擬Goldmann IOP(Goldmann correlated IOP value,IOPg)：類似于傳統(tǒng)Goldmann壓平眼壓計(jì)獲得的IOP值；(2)角膜補(bǔ)償IOP(corneal compensated IOP，IOPcc)：是根據(jù)CH所得信息對(duì)IOP進(jìn)行校正所得到的IOP值[2]。

測量時(shí)囑患者放松，注視固視目標(biāo)，測壓頭對(duì)準(zhǔn)角膜后立即發(fā)出一股柔和的脈沖氣流作用于角膜，數(shù)毫秒后關(guān)閉脈沖氣流，并得到測量的波形圖和一組測量值。用同樣方法測量4次取其平均值，再測量對(duì)側(cè)眼。檢查過程中嚴(yán)密監(jiān)視受檢眼注視狀態(tài)，以確認(rèn)檢查結(jié)果準(zhǔn)確可靠，ORA的檢查由同一專職醫(yī)師完成。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS 17.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)遠(yuǎn)視組和近視組的AveK、中央角膜厚度(central corneal thickness,CCT)及角膜生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)；對(duì)角膜生物力學(xué)特性的影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析;對(duì)CCT與IOP、IOPg、IOPcc分別進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1兩組IOP、AveK、CCT及角膜生物力學(xué)參數(shù)比較遠(yuǎn)視組與近視組AveK比較差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，近視組AveK較遠(yuǎn)視組高。兩組CCT、IOP、IOPcc、IOPg、CRF、CH比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P>0.05，見表1)。

表1 2組IOP、AveK和CCT及生物力學(xué)參數(shù)比較Table 1 Comparison of intraocular pressure,corneal curvature,corneal thickness and corneal biomechanical parameters

2.2角膜生物力學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析分別取SE、AveK、CCT、IOP及年齡與CRF和CH做相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)只有CCT與CRF、CH呈正相關(guān)(均為P<0.01，見表2)。

表2 角膜生物力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of corneal biomechanical characters

2.3CCT及角膜曲率與IOP的Pearson相關(guān)性分析根據(jù)Pearson相關(guān)性分析，CCT與非接觸眼壓計(jì)測得的IOP和ORA測得的IOPg均呈正相關(guān)(r=0.428、0.406，均為P<0.01)，與ORA測得的IOPcc無相關(guān)性(r=0.075，P=0.466)。Avek與非接觸眼壓計(jì)測得的IOP呈正相關(guān)(r=0.283，P<0.01)，與ORA測得的IOPg和IOPcc均無相關(guān)性(r=0.186、0.117，P=0.067、0.251)。

3 討論

角膜是人眼球屈光系統(tǒng)的重要組成部分，其屈光力約占眼屈光系統(tǒng)3/4以上。因此，角膜的力學(xué)性能對(duì)角膜形狀的維持、屈光手術(shù)的設(shè)計(jì)、角膜接觸鏡的設(shè)計(jì)及人工角膜的研發(fā)有重要影響，對(duì)角膜疾病如圓錐角膜、角膜擴(kuò)張、角膜變性和營養(yǎng)不良、角膜外傷的診斷治療有指導(dǎo)意義。目前，眾多研究圍繞角膜生物力學(xué)的測量開展。在臨床上較為普遍應(yīng)用的是ORA，該設(shè)備可以獲得活體角膜的生物力學(xué)參數(shù)。經(jīng)典的離體測量方法(包括軸向拉伸試驗(yàn)、膨脹試驗(yàn)、全眼球測量等)得到的角膜生物力學(xué)指標(biāo)主要是彈性模量和泊松比[4]。盡管ORA所測量的參數(shù)與經(jīng)典生物力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系尚未建立，但是由于其可操作性強(qiáng)在眼科臨床仍然廣泛應(yīng)用。

在臨床研究中多偏重于近視眼進(jìn)行準(zhǔn)分子激光手術(shù)前后的角膜生物力學(xué)改變的觀察[5]，也有研究比較了近視性屈光參差患者雙眼角膜生物力學(xué)特點(diǎn)[6]，前者普遍發(fā)現(xiàn)屈光手術(shù)后由于CCT的減少，CRF和CH較術(shù)前下降，術(shù)后保留基質(zhì)床的厚度與生物力學(xué)指標(biāo)高低相關(guān)，后者則認(rèn)為近視性屈光參差的雙眼間角膜厚度、AveK等影響角膜生物力學(xué)特性的參數(shù)具有高度一致性，CRF和CH主要與CCT呈正相關(guān)。而對(duì)于遠(yuǎn)視眼角膜生物力學(xué)特點(diǎn)的研究鮮有報(bào)道。本研究隨機(jī)選取了就診于北京同仁醫(yī)院屈光中心的遠(yuǎn)視患者，并選取同等數(shù)量的近視患者，行常規(guī)的全面檢查并進(jìn)行比較分析。遠(yuǎn)視組的SE分布與近視組的SE絕對(duì)值的分布相當(dāng)。遠(yuǎn)視組的Avek低于近視組，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，該結(jié)論表明近視眼患者有一部分是曲率性近視，如果結(jié)合眼軸的測量并擴(kuò)大樣本量，可以觀察曲率性近視與軸性近視在接受屈光手術(shù)患者中所占的比例，針對(duì)患者個(gè)體可以預(yù)測近視的繼續(xù)發(fā)展可能性。有研究認(rèn)為Avek在眼球正視化過程中不起主要作用，高度遠(yuǎn)視與中低度遠(yuǎn)視在Avek上差異不明顯，高度遠(yuǎn)視為軸性遠(yuǎn)視[7]。對(duì)于Avek接近或高于人群平均值(43 D)而度數(shù)較高的軸性遠(yuǎn)視患者要注意真性小眼球引起葡萄膜滲漏綜合征的可能[8]，在同仁醫(yī)院屈光中心就診的患者例行間接檢眼鏡眼底檢查中曾出現(xiàn)高度遠(yuǎn)視患者因雙眼滲出性視網(wǎng)膜脫離而考慮該診斷的情況。遠(yuǎn)視眼屈光手術(shù)矯正以中周邊的切削為主，故術(shù)后Avek會(huì)相應(yīng)增加，根據(jù)北京同仁醫(yī)院屈光中心的臨床觀察，每矯正約1 D遠(yuǎn)視，術(shù)后Avek增加1 D。術(shù)后Avek越高，角膜前凸的風(fēng)險(xiǎn)越大，而且過高的Avek會(huì)導(dǎo)致像差的增加使視覺質(zhì)量下降，故屈光手術(shù)矯正經(jīng)過散瞳驗(yàn)光以后確定的低度遠(yuǎn)視效果相對(duì)于中高度遠(yuǎn)視要好。不同的研究關(guān)于眼軸與角膜生物力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性報(bào)道不一致[9-10]，眼軸的拉伸主要影響鞏膜的厚度和眼球壁的硬度，理論上講對(duì)角膜的生物力學(xué)指標(biāo)影響不大，如有條件可以采集更多病例進(jìn)行觀察。

在本研究中，CCT與CRF、CH在遠(yuǎn)視組與近視組之間均值非常接近，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)所有樣本的CRF和CH的影響因素進(jìn)行相關(guān)性分析顯示CCT與CRF和CH均呈顯著正相關(guān)，其他因素如SE、Avek、IOP、年齡與CRF和CH均無相關(guān)性。這說明，盡管屈光狀態(tài)在個(gè)體之間存在明顯差異，而CCT是決定角膜生物力學(xué)參數(shù)高低的最主要因素。人眼角膜基質(zhì)約占90%角膜厚度，由Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ型膠原纖維構(gòu)成，是角膜抵抗壓力的重要部分。Ⅰ型膠原纖維約2/3在水平和垂直方向的約45°范圍內(nèi)平行排列，另1/3在其間斜向分布。這種分布規(guī)律在圓錐角膜和LASIK術(shù)后角膜擴(kuò)張等角膜抵抗力下降的疾病中被打破[11]。更有研究發(fā)現(xiàn)，不做激光消融，僅僅制作角膜瓣就可以使角膜生物力學(xué)指標(biāo)下降，說明不減少角膜基質(zhì)的厚度而改變膠原纖維的分布就會(huì)降低角膜抵抗壓力的能力。一些研究還發(fā)現(xiàn)前部40%的基質(zhì)比后部60%的基質(zhì)對(duì)維持角膜的彈性及抵抗張力作用更重要[12-13]。屈光手術(shù)后角膜生物力學(xué)指標(biāo)下降是肯定的，近視眼術(shù)后的研究報(bào)道較多，今后的研究可以對(duì)遠(yuǎn)視眼屈光術(shù)后進(jìn)行角膜生物力學(xué)測量，以完善不同屈光狀態(tài)的矯正手術(shù)后角膜生物力學(xué)指標(biāo)的觀察，而且遠(yuǎn)視眼的切削以中周邊為主，與近視眼的切削模式不同，術(shù)后是否會(huì)有角膜生物力學(xué)差異也值得觀察，可以比較中央與周邊部基質(zhì)對(duì)角膜生物力學(xué)的貢獻(xiàn)。

在CCT與IOP的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)：非接觸眼壓計(jì)測得的IOP和ORA測得的IOPg與CCT均呈正相關(guān)，差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均為P<0.01)，而CCT與ORA獲得的IOPcc不相關(guān)(P>0.05)。這說明一般的IOP測量會(huì)受到角膜厚度的影響，與以往研究吻合。最早Ehlers等[14]提出Goldmann眼壓計(jì)在CCT為520 μm時(shí)測量最為準(zhǔn)確，CCT每偏離70 μm使IOP值升高或降低5 mmHg(1 kPa=7.5 mmHg)。還有研究認(rèn)為CCT每增加10 μm，IOP變化在0.13～0.63 mmHg[15]。國內(nèi)有研究報(bào)道CCT每增加10 μm，Goldmann IOP增加0.39 mmHg，非接觸IOP增加0.64 mmHg[16]。ORA獲得的IOPcc是根據(jù)CH相關(guān)信息對(duì)IOPg進(jìn)行校正后得到的度數(shù)，本研究結(jié)果顯示其去除了角膜厚度對(duì)IOP的影響。因此對(duì)于角膜偏厚和屈光手術(shù)后角膜變薄的眼，IOPcc可能更能反映真實(shí)的IOP，當(dāng)然還需要進(jìn)行大樣本的研究并與Goldmann眼壓計(jì)和非接觸眼壓計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的比較。在Avek與IOP的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果中Avek與非接觸眼壓計(jì)測量的IOP呈正相關(guān)，相關(guān)性要低于CCT對(duì)IOP的影響，這與文獻(xiàn)報(bào)道相符[16]。該文獻(xiàn)分析考慮較為陡峭的角膜在非接觸眼壓計(jì)測量時(shí)需要更大的力量壓平，從而使IOP增加。目前Avek對(duì)壓平式眼壓計(jì)測量結(jié)果的影響尚無定論。有研究發(fā)現(xiàn)Avek與非接觸眼壓計(jì)測量的IOP無相關(guān)性[17]。本研究中CRF和CH與Avek呈弱正相關(guān)，考慮ORA測量原理基于兩次非接觸壓平IOP，第一次為脈沖氣流引起，第二次為角膜回復(fù)過程，故第一次受Avek的影響可能明顯，導(dǎo)致陡峭的角膜硬度增加，第一次壓平IOP增加使得CRF和CH也增加。本文分析比較了遠(yuǎn)視眼和近視眼角膜生物力學(xué)特性，根據(jù)ORA所獲得參數(shù)，二者無差異。因此，角膜的生物力學(xué)參數(shù)主要與角膜厚度呈正相關(guān)，不受眼屈光狀態(tài)影響。關(guān)于遠(yuǎn)視眼的角膜生物力學(xué)特點(diǎn)和屈光手術(shù)后的變化還需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步深入研究。

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date：Oct 19,2013

Differences of corneal biomechanics and intraocular pressure between hyperopia and myopia eyes

SUN Qian,ZHOU Yue-Hua

central corneal thickness;corneal hysteresis;corneal resistance factor

Objective To compare the differences of corneal biomechanics and intraocular pressure between hyperopia and myopia eyes.Methods Corneal hysteresis,corneal resistance factor,Goldmann correlated intraocular pressure value and corneal compensated intraocular pressure were measure by the ocular response analyzer in 60 myopia eyes and 60 hyperopia eyes,respectively.Thet-test was used to compare the central corneal thickness,corneal refractive power,and corneal biomechanical parameters between the myopia and hyperopia groups.Pearson correlated analysis was used to explain the impact of corneal biomechanical effective factors and the relationship of central corneal thickness and intraocular pressure.Results Corneal refractive power was significantly different between myopia and hyperopia groups (t=-4.103,P<0.01).The central corneal thickness alone was positively correlated with the corneal hysteresis and corneal resistance factor (r=0.637,0.519,allP<0.01).Central corneal thickness was positively correlated with the intraocular pressure measured by non-contact tonometer and the Goldmann correlated intraocular pressure value (r=0.428,0.406,allP<0.01)and was not correlated with the corneal compensated intraocular pressure (r=0.075,P=0.466).Corneal refractive power was slightly positively correlated with the intraocular pressure measured by non-contact tonometer (r=0.283,P<0.01)and was not correlated with the Goldmann correlated intraocular pressure and corneal compensated intraocular pressure(r=0.186,0.117;P=0.067,0.251).Conclusion Corneal biomechanical parameters are mainly affected by central corneal thickness,and are not correlated with the refractive condition of eyes.

孫倩，女，1978年11月出生，碩士研究生，主治醫(yī)師。聯(lián)系電話：010-58269072(O)；E-mail：wallberg@163.com

AboutSUNQian:Female,born in November,1978.Master degree,attending doctor.Tel:+86-58269071(O);E-mail:wallberg@163.com

2013-10-19

100730 北京市，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院北京同仁眼科中心，北京市眼科學(xué)與視覺科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

周躍華，E-mail：YH0220@yahoo.com

孫倩，周躍華.遠(yuǎn)視眼與近視眼角膜生物力學(xué)研究及眼壓的比較[J].眼科新進(jìn)展，2014，34(10)：971-974.

10.13389/j.cnki.rao.2014.0269

【應(yīng)用研究】

修回日期：2014-02-10

本文編輯：周志新

Accepteddate:Feb 10,2014

From theOphthalmicCenter,BeijingTongrenHospital,CapitalMedicalUniversity,BeijingOphthalmology&VisualSciencesKeyLab,Beijing100730,China

Responsibleauthor:ZHOU Yue-Hua,E-mail：YH0220@yahoo.com

[RecAdvOphthalmol，2014，34(10):971-974]