基于非散瞳驗光結果評價兒童青少年近視風險的研究

張丁元 穆英超 程志浩 任浩然 封康 李宏田 張勇 劉建蒙

近視是最常見的眼屈光不正類型。東亞和東南亞地區(qū)兒童青少年近視率顯著高于全球其他地區(qū)[1-2],且近幾十年呈快速上升趨勢[3]。中國地處東亞地區(qū),兒童青少年近視防控形勢嚴峻。國家衛(wèi)健委2020年抽樣調(diào)查顯示,中國6歲兒童近視率為14.3%,小學生為35.6%,初中生為71.1%,高中生為80.5%[4]。近視不僅影響視覺體驗,隨著近視度數(shù)的加深,眼部病變和并發(fā)癥發(fā)生風險也會顯著升高[5-6]。研究顯示[1, 7-10],高度近視會導致視網(wǎng)膜脫離、黃斑部脈絡膜退行性病變、未成熟期白內(nèi)障和青光眼等眼部病變和疾病。

目前針對兒童青少年近視的矯正治療主要是配戴眼鏡,包括框架眼鏡、角膜塑形鏡和多焦軟鏡等,但這類光學矯正僅能延緩近視的進展[11]。近距離工作[12-13]和使用電子屏幕[14-16]是影響近視發(fā)生與進展的主要危險因素。盡管大量研究證實增加室外活動、強化眼保健等簡便易行的干預手段能有效預防近視發(fā)生、延緩近視進展[17-19],但近視早發(fā)、高發(fā)形勢依然嚴峻,這在一定程度上與近視潛隱期相對較長、早期防控意識較弱、健康教育難度較大有關。調(diào)動家長和學生主觀能動性、強化早期預防意識、主動遠離近視危險因素是近視防控的關鍵。

定期開展裸眼遠視力和屈光檢查是動態(tài)監(jiān)測近視發(fā)生與進展情況的重要手段。有研究表明單純基于非散瞳驗光結果篩查中小學生近視具有可行性,并給出了各年齡段用于篩查近視的等效球鏡度數(shù)參考界值[20-21]。但如何根據(jù)屈光檢查結果預測未來近視發(fā)生與進展風險目前尚不明確,屈光檢查未能發(fā)揮預測、預警作用。本研究擬綜合裸眼遠視力和非散瞳驗光結果描述山東某縣7～17歲學生近視發(fā)生情況,同時構建基于等效球鏡度數(shù)預測近視發(fā)生與進展風險的參考曲線,以期量化評估近視發(fā)生與進展風險,為強化近視防控提供抓手。

對象與方法

一、研究對象

2019年3—5月,山東某縣婦幼保健院面向全縣中小學生開展了常規(guī)視力檢查項目(因學業(yè)安排全體高三學生及部分初四學生未參加視力檢查)。該項目以入校普查的方式,開展標準化裸眼遠視力和屈光檢查,同時收集學生姓名、性別、所在班級等基礎信息。本研究依托該項目而開展。

二、視力檢查

視力檢查由縣婦幼保健院負責實施。在項目開始前,對所有參與項目人員進行了標準化培訓。裸眼遠視力檢查工具為標準對數(shù)視力表[22],屈光檢查工具為Nidek AR-1自動電腦驗光儀,所有參加檢查對象均同時接受了雙側裸眼遠視力和屈光檢查,行屈光檢查前未散瞳。裸眼遠視力檢查結果以5分方式記錄,屈光檢查結果包括球鏡度數(shù)、柱鏡度數(shù)和軸位,所有檢查結果及學生基礎信息由項目人員統(tǒng)一錄入標準化數(shù)據(jù)采集平臺。

三、數(shù)據(jù)處理

按照《山東省普通中小學學籍管理規(guī)定(試行)》[23]有關要求,中小學每一學段內(nèi)升級采取直升式,不允許跳級或留級,同一班級學生年齡主體相同,故項目未收集學生年齡信息。為便于描述結果,本研究根據(jù)學生所在年級確定年齡,比如小學一年級定為7歲,高中二年級定為17歲。

參考《中小學生屈光不正篩查規(guī)范》[24],等效球鏡度數(shù)為球鏡度數(shù)與1/2倍柱鏡度數(shù)之和;篩查性近視判定標準為受檢學生單側眼裸眼遠視力低于5.0,且在非散瞳狀態(tài)下等效球鏡度數(shù)<-0.500 D。除特殊說明外,下文所提到的近視均指篩查性近視。

四、統(tǒng)計分析

全部數(shù)據(jù)采用SAS 9.4軟件處理與分析,假設檢驗均為雙側檢查,顯著性水平α=0.05。采用頻數(shù)和構成比描述研究對象基礎信息,采用χ2檢驗比較不同特征對象近視患病率差異,采用趨勢χ2檢驗評價近視患病率隨年齡變化趨勢。

研究以每位學生等效球鏡度數(shù)更低的眼作為近視發(fā)生及進展風險預測的基準,在獲得年齡別近視患病率、年齡別等效球鏡度數(shù)百分位數(shù)分布的基礎上,根據(jù)兩者對應關系確定單純依據(jù)等效球鏡度數(shù)判定近視發(fā)生情況的參考界值(比如7歲的近視患病率為15%、7歲學生等效球鏡度數(shù)的第15百分位數(shù)為-1.000 D,則將-1.000 D作為判定7歲近視的等效球鏡度數(shù)參考界值),同時假定年齡別近視患病率維持相對穩(wěn)定且同一年齡組對象其等效球鏡度數(shù)所處百分位數(shù)隨著時間推移維持相對穩(wěn)定,據(jù)此獲得標識各年齡組近視發(fā)生及進展風險的等效球鏡度數(shù)參考界值。

結 果

一、基本情況

2019年3—5月共67所中小學的43 413名學生參加視力檢查。經(jīng)過數(shù)據(jù)核查,在剔除354例視力檢查數(shù)據(jù)不完整的對象后,研究最終納入43 059名(99.2%)對象,其中小學生19 258人(44.7%),初中生15 384人(35.7%),高中生8 417人(19.5%)。按性別區(qū)分,男生22 570人(52.4%),女生20 489人(47.6%)。按年級區(qū)分,除初中四年級(15歲)納入對象相對較少(n=2 564),其他年級納入對象人數(shù)介于3 583至4 746之間,詳見表1。

表1 研究對象的人口學特征及近視患病率Table 1 The demographic characteristics and the myopia prevalence of subjects

二、近視患病情況

在43 059名7～17歲學生中,共有25 675名患有近視,近視患病率為59.6%(95% CI：59.2%～60.1%)。按學段區(qū)分,小學的近視患病率為32.8%(95% CI：32.1%～33.4%),初中為77.5%(95%CI：76.8%～78.2%),高中為88.4%(95%CI：87.7%～89.1%),經(jīng)趨勢卡方檢驗近視患病率隨學段增長而升高(P<0.0001)。按性別區(qū)分,女生的近視患病率為63.4%(95% CI：62.8%～64.1%),而男生為56.2%(95% CI：55.5%～56.8%)。按年齡區(qū)分,7歲學生共3 986人,其中515人患有近視,患病率為12.9%(95%CI：11.9%～14.0%);17歲學生共4 392人,其中3 908人患有近視,患病率為89.0%(95%CI：88.0%～89.9%);經(jīng)趨勢卡方檢驗近視患病率總體上隨著年齡增長而升高(P<0.0001),詳見表1。從近視患病率隨年齡增長的增量看,大體上呈現(xiàn)先增大、后減小的趨勢。從9歲到10歲增量最大,為13.4個百分點,從16歲到17歲增量最小,為1.1個百分點,詳見表1。

三、近視發(fā)生與進展風險預測

如表1所示,7～17歲組近視患病率點估計值依次為12.9%、19.6%、31.1%、44.5%、55.9%、67.7%、77.1%、81.3%、86.5%、87.9%和89.0%,據(jù)此計算了7～17歲共11個年齡組各自的等效球鏡度數(shù)的第12.9、19.6、31.1、44.5、55.9、67.7、77.1、81.3、86.5、87.9和89.0百分位數(shù),共獲得121個百分位數(shù)點。為便于理解和應用,本研究將此121個百分位數(shù)點分別整理成了近視風險參考界值表和演化曲線圖。詳見表2和圖1。

圖1 中小學生近視風險評價圖Figure 1 Myopia risk evaluation chart for primary and secondary students

表2 中小學生近視風險評價表Table 2 The risk assessment of myopia for primary and secondary students

1.判定近視的等效球鏡度數(shù)參考界值：表2主對角線即為各年齡近視患病率所對應的等效球鏡度數(shù)百分位數(shù)參考界值點。由表可知,判定7～9歲近視的等效球鏡度數(shù)參考界值為-1.250 D,判定10～14歲近視的等效球鏡度數(shù)參考界值為-1.375 D,判定15～17歲近視的等效球鏡度數(shù)參考界值為-1.625 D。該參考界值用于判定7～13歲學生近視準確率超過80%,判定14～17歲學生近視的準確率超過90%,真實性評價結果詳見表3。

表3 判定近視的等效球鏡度數(shù)參考界值及準確率Table 3 The Reference and accuracy of spherical equivalent refraction for myopia

2.近視的發(fā)生風險預測：表2下對角陣給出了預測各年齡組近視發(fā)生風險的參考界值。以7歲受檢學生為例,如果其等效球鏡度數(shù)在0.250 D及以上,則該生處于7歲等效球鏡度數(shù)第86.5百分位數(shù)及以上,表明其患近視年齡可能在15歲及以后;以此類推,如果其等效球鏡度數(shù)在0.125～0.250 D之間,則可能會在14～15歲患近視;如果在0～0.125 D之間,則可能會在13～14歲患近視;如果在-0.125～0 D之間,則可能會在12～13歲患近視;如果在-0.250～-0.125 D之間,則可能會在11～12歲患近視;如果在-0.50～-0.25 D之間,則可能會在10～11歲患近視;如果在-0.750～-0.500 D之間,則可能會在9～10歲患近視;如果在-1.000～-0.750 D之間,則可能會在8～9歲患近視;如果在-1.250～-1.000 D之間,則可能會在7～8歲患近視;如果在-1.250 D以下,則可能已經(jīng)患有近視。

3.近視的進展風險預測：表2上對角陣給出了預測各年齡組近視進展風險的參考界值。若某學生7歲時視力檢查的等效球鏡度數(shù)為-1.250 D,則該生已經(jīng)處于該年齡等效球鏡度數(shù)分布的第12.9百分位數(shù),即可能已經(jīng)罹患近視,后續(xù)其等效球鏡度數(shù)的變化曲線可能是：8歲時進展到-1.625 D,9歲時-2.375 D,10歲時-3.125 D,11歲時-3.750 D,12歲時-4.750 D,13歲時-5.375 D,14歲時-5.750 D,15歲時-6.375 D,16歲時-6.875 D,17歲時-7.125 D。

四、性別差異情況分析

研究分別計算了各年齡男女生近視患病率,并根據(jù)上述方法,分別繪制了男生和女生預計近視年齡在7～17歲之間的等效球鏡度數(shù)演化曲線(圖2)。如圖所示,男女生演化曲線大體重合。

圖2 中小學生近視風險評價圖(不同性別)Figure 2 Myopia risk evaluation chart for primary and secondary students(by gender)

討 論

本研究依托山東某縣視力普查項目分析了中小學生近視患病情況,探索了單純依據(jù)等效球鏡度數(shù)判定近視的參考界值,并在假定年齡別近視患病率和同一年齡組等效球鏡度數(shù)所處百分位數(shù)隨著時間推移維持相對穩(wěn)定的基礎上,獲得了標識各年齡組近視發(fā)生與進展風險的等效球鏡度數(shù)參考界值,并繪制了相應的等效球鏡度數(shù)演化曲線。

散瞳驗光是國際公認的診斷近視的金標準[25-27],但在人群篩查時,因散瞳操作費時,非散瞳驗光結合裸眼遠視力檢測是篩查近視主要手段[26]。根據(jù)《中小學生屈光不正篩查規(guī)范》[24],單側眼等效球鏡度數(shù)<-0.500 D且裸眼遠視力低于5.0即判定為近視。按照這一標準,研究地區(qū)小學、初中和高中三個學段近視患病率分別為32.8%、77.5%和88.4%,按照小學六年、初中三年折算后的患病率依次為38.8%、81.0%和88.4%,這與北京[28]、深圳[29]等地報告水平相當;同國家衛(wèi)建委組織開展的全國層面調(diào)查相比[4],小學階段大體持平,初中和高中階段高于全國平均水平,這與研究現(xiàn)場是全國經(jīng)濟百強縣、經(jīng)濟社會發(fā)展較快的實際情況相符合。同既往研究類似[30-32],本研究發(fā)現(xiàn)近視患病率隨年齡增長近乎呈線性升高趨勢,這一方面與鞏膜逐漸老化、晶狀體屈光能力逐漸下降有關,另一方面也與學習強度不斷增加有關[33]。研究發(fā)現(xiàn),9～13歲近視患病率增幅均超過10個百分點,提示此時可能是發(fā)生近視的快速增長期,應予以重點關注。

若不考慮非散瞳驗光誤差,某一群體等效球鏡度數(shù)平均水平越低近視患病率通常越高。既往研究結果表明[20-21],單純依據(jù)等效球鏡度數(shù)篩查兒童青少年近視具有較好的靈敏度和特異度。本研究根據(jù)同一年齡組近視患病率與等效球鏡度數(shù)百分位數(shù)分布的對應關系,確定了單純依據(jù)等效球鏡度數(shù)判定7～17歲近視的參考界值。該參考界值用于判定7～13歲學生近視準確率均超過80%,用于判定14～17歲學生近視的準確率均超過90%,表明單純依據(jù)等效球鏡度數(shù)判定近視具有可行性,也提示根據(jù)近視患病率與等效球鏡度數(shù)百分位數(shù)之間的對應關系開展近視發(fā)生與進展風險預測具有可行性。

本研究在構建近視發(fā)生與進展風險參考界值時主要基于如下兩個假設,首先假定同一年齡別等效球鏡度數(shù)百分位數(shù)分布隨著時間推移維持穩(wěn)定,即若某一對象在初次篩查時其等效球鏡度數(shù)位于所在年齡組的第80百分位數(shù),其在后續(xù)篩查中也將位于第80百分位數(shù)。等效球鏡度數(shù)在兒童青少年階段隨年齡增長通常呈持續(xù)漸變且單調(diào)下降的趨勢[31],這一特性減小了某一對象在同年齡組所處百分位數(shù)短期內(nèi)發(fā)生較大波動的可能性。就近視影響因素而言,主要涉及遺傳和環(huán)境兩個方面,遺傳因素相對固定,環(huán)境因素雖然可變,但影響近視的環(huán)境因素主要涉及用眼習慣、運動習慣等,這些因素在相對較短時期內(nèi),通常也會維持相對穩(wěn)定。本研究還假定低年齡組未來的近視患病率與高年齡組當下的近視患病率相同,即若篩查時7歲組近視患病率為12.9%、8歲組為19.6%、9歲組為31.1%,則7歲組近視患病率在1年后升至19.6%、在2年后升至31.1%。該假設有其局限性,但在國家相繼出臺系列近視防控措施、各年齡段近視患病率均已逼近或居于高位的背景下,也有一定合理性。倘若針對同一群體開展長期隨訪,理論上可獲得更為真實可靠的等效球鏡度數(shù)演化軌跡,但隨訪研究時間跨度過長,近視發(fā)生率及其主要影響因素在隨訪期間可能發(fā)生很大變化,隨訪結果的適用性值得商榷。

研究獲得的等效球鏡度數(shù)風險演化曲線具有較高應用價值。就個體而言,根據(jù)等效球鏡度數(shù)檢查結果,對照曲線即可獲知發(fā)生近視的可能年齡以及近視進展軌跡,有助于學生和家長更加直觀地感知與認識近視風險,進而調(diào)動其主觀能動性,從個人和家庭做好近視防控。就群體而言,精準把握近視發(fā)生與進展風險能為干預人群和干預時機的確定提供參考依據(jù)。綜合前述兩個假設以及風險曲線特點,建議與學生及家長溝通近視發(fā)生風險時采用類似如下表述：“某某同學目前7歲,根據(jù)電腦驗光結果,如果他在預防近視方面所做努力處于同齡孩子平均水平,參照目前高年級同學近視患病情況,預計他在12歲左右可能會近視”。針對近視進展情況溝通方式與之類似。

本研究首次嘗試建立基于等效球鏡度數(shù)預測近視風險的參考曲線,研究結果有助于強化學生及家長近視預防意識、提升研究地區(qū)近視防控水平。研究結果對于近視患病率與研究地區(qū)相仿的其他地區(qū)或有一定參考價值。近年來國家高度重視近視防控,多數(shù)地區(qū)均將近視篩查作為常態(tài)化工作,基于篩查數(shù)據(jù)構建并適時更新本地區(qū)近視發(fā)生與進展風險預測曲線,有助于強化近視防控效果。本研究發(fā)現(xiàn)男生和女生等效球鏡度數(shù)風險演化曲線大體重合,表明在實踐中可以基于同一曲線開展近視風險的預測與評價。本研究有如下局限性：首先,未納入學齡前兒童,了解學齡前兒童屈光不正情況并盡早開展近視風險評價與預測是非常必要的;其次,部分初中畢業(yè)年級由于學業(yè)原因未參加視力檢查,導致15歲樣本數(shù)量較少,可能影響該年齡組近視患病率及相應風險參考界值穩(wěn)定性。

研究獲得了量化評價7～17歲學生近視發(fā)生及進展風險等效球鏡度數(shù)參考界值及相應的近視風險演化曲線,為科學預測近視的發(fā)生及進展、針對高危群體開展近視防控提供了依據(jù),填補了長期缺乏近視風險量化評估標準的空白。鑒于男女生參考值不存在明顯差異,在實踐中可使用統(tǒng)一的參考界值進行風險評估。

致謝感謝參加視力普查的全體工作人員和學生。