正常角膜生物力学伴异常角膜后表面高度的影响因素.pdf

欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁氉氉氉氉引文格式：周健慧，余鹏 正常角膜生物力学伴异常角膜后表面高度的影响因素 眼科新进展，（）：【应用研究】正常角膜生物力学伴异常角膜后表面高度的影响因素周健慧余鹏欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁氉氉氉氉作者 简 介：周 健 慧（：），女，年 月出生，内蒙古包头人，主治医师。研究方向：屈光手术学、白内障。：通信作者：余鹏（：），男，年 月出生，云南楚雄人，硕士，主治医师，屈光科主任。研究方向：屈光手术学、视光学。：收稿日期：修回日期：本文编辑：臧赫作者单位：江苏省南京市，南京 爱 尔 眼 科 医 院（周 健 慧）；江苏省无锡市，无锡华厦眼科医院（余鹏）【摘要】目的研究正常角膜生物力学状态下近视人群中角膜后表面异常高度的影响因素。方法回顾性系列病例对照研究。选取 年 月至 年 月于南京爱尔眼科医院拟接受屈光手术的术前检查近视患者 例（只右眼）为研究对象。患者均行常规术前检查，并使用 联合 进行角膜形态学及生物力学检查。角膜生物力学参数（，即使用 测量的角膜生物力学指数）正常者，根据 三维眼前节分析系统的 增强扩张（，角膜扩张分析）显示的后表面高度变化值（，即增强后表面高度与正常后表面高度差值）进行后表面高度分组研究，分组标准为：组（例 眼）为 值 ，即对照分组；组（例 眼）为 值 ，即角膜可疑分组；组（例 眼）为 值 ，即角膜异常分组。收集患者性别、年龄等基本资料；纳入眼部基本参数，包括眼压、等效球镜度（）、角膜最薄点厚度（）、前房深度（）；纳入 获得的角膜形态学参数，包括角膜水平直径（）、值、前表面曲率、后表面曲率（）、系统相关指标 包括角膜前表面高度偏差值（）、角膜厚度进展偏差值（）、角膜最薄点偏差值（）、总偏差值（）等 以及角膜厚度进展相关指标（）；纳入 角膜生物力学整合参数，包括硬度参数、综合半径（，反向凹面半径曲线下的面积）、水平方向 相关厚度（，为最薄点厚度 厚度变化率）、形变幅度比值进行研究。使用单因素方差分析及 检验进行组间差异性比较，使用 秩相关分析各分组的 值与眼部参数间相关性，并建立多元 回归模型进一步明确角膜生物力学正常状态下影响 值分类的主要因素，根据 回归方程绘制正常角膜生物力学伴异常角膜后表面高度的概率分布图，最后使用 曲线分析 回归方程的诊断效率。结果三组患者间 、及 比较，差异均有统计学意义（均为 ）；两两多重比较，三组患者间仅 （）、（）、（）及 （）比较差异均有统计学意义（均为 ），其余参数仅 组与 组、组患者间差异有统计学意义（均为 ）。三组患者 值与 均呈高度正相关（、，均为 ），此外，组患者 值与 呈低度负相关（，），与 值呈低度正相关（，）；组患者 值与 呈低度负相关（，），与 呈中度负相关（，）。将 值作为因变量，其余参数作为协变量进行多元 回归，结果示 组 值的影响因素包括 、及 ；组 值的影响因素包括 、及 ；模型分类总体百分比达 。根据 曲线分析，多元 回归新参数 （）能提高对正常角膜生物力学伴异常角膜后表面高度的诊断效率，其曲线下面积（灵敏度、特异度）为 （、）。结论正常角膜生物力学状态下近视人群中异常角膜后表面高度的影响因素主要包括 、及 ；判读角膜后表面高度异常时，需综合考虑角膜形态学及生物力学参数的影响。【关键词】近视；角膜后表面高度变化值；角膜形态学；角膜生物力学【中图分类号】角膜形态学及角膜生物力学的综合评估，是角膜屈光手术安全、有效的可靠保证，其目的在于提高对可疑圆锥角膜的筛查 。圆锥角膜是一种以角膜局限性扩张、膨隆为特征，产生不规则散光为表现，严重影响视力的角膜疾病 ，其病因尚不完全明确，但角膜屈光手术可导致或加重角膜扩张 ，屈光术前排除性筛查圆锥角膜尤为重要。结合了强脉冲及 摄像技术的 角膜生物力学测量仪能更敏感地判断因胶原纤维断裂异常导致的圆锥角膜早期病变 ，但目前多数屈光中心并未配备该仪器，作为形态学可疑圆锥角膜早期的判断指标：眼前节分析系统的 增 强 扩 张（，）显示及其 系统中的后表面高度变化（）值则应用更加广泛。但临床上角膜生物力学正常伴 值异常的近视患者（即单纯角膜形态学为可疑圆锥角膜）较圆锥角膜确诊者（角膜生物力学及形态学均确诊圆锥角膜）多见，且已有学者发现角膜水平直径（）与 系统中参数的关系 ，及其导致角膜地形图圆锥角膜假阳性判读的原因。因此，本文旨在针对性地将角膜生物力学正常伴 值异常的近视患者各眼部参数进行 值分组研究，揭示特定人群 值异常的影响因素，为临床对角膜后表面高度异常 值的判读提供临床建议及提高判读效率。资料与方法 一般资料回顾性系列病例对照研究。纳入 年 月眼 科新进展 年 月第 卷第 期 ：至 年 月于南京爱尔眼科医院拟接受角膜屈光手术的近视患者 例（眼）为研究对象，均选择患者右眼数据统计分析。患者年龄 （，）岁，其中男 例 眼，女 例 眼。本研究遵守 赫尔辛基宣言 原则，经南京爱尔眼科医院伦理委员会批准（批准文号：），所有研究对象均知情同意。纳入及排除标准纳入标准：（）年龄 岁以上及 岁以下近视患者；（）双眼角膜地形图形态较对称、无明显单眼差异者的右眼；（）第二代可视化角膜生物力学分析仪（）角膜生物力学指标（）；近 年内近视及散光度数进展 ；软性角膜接触镜停戴 周以上，软性散光角膜接触镜及硬性角膜接触镜停戴 个月以上，角膜塑形镜停戴 个月以上。排除标准：（）圆锥角膜确诊患者，典型圆锥角膜分级阳性地形图各指标异常者 ；（）具备圆锥角膜典型体征者，如角膜锥形向前膨隆、线、环、上皮或上皮下瘢痕等；（）处于妊娠或哺乳期；（）存在全身或眼部免疫性疾病、结缔组织疾病等；（）存在未经控制且影响角膜的眼部疾病者；（）无法配合完成 及 检查者。方法 基础检查常规收集患者病史资料，如性别、年龄等；常规眼部检查包括非接触式眼压（，日本）、电脑验光、主觉验光、裂隙灯检查、眼前节分析系统、可视化角膜生物力学分析仪等检查，并计算等效球镜度（）。检查使用 三维眼前节分析系统（公司，德国）于暗室内测量坐位患者，以获取角膜最薄点厚度（）、前房深度（）、角膜前表面曲率（）、角膜后表面曲率（）及 系统相 关 指 标，包 括 角 膜 后 表 面 最 佳 拟 合 球 面（）、角膜前表面高度偏差值（）、角膜后表面高度偏差值（）、角膜厚度进展偏差值（）、角膜最薄点偏差值（）、角膜相关厚度偏差值（）、总偏差值（）。以及角膜厚度进展相关指标（），包括 最 大 厚 度 进 展（）、最 小 厚 度 进 展（）、平均厚度进展（）、厚度最大变化率（）。每眼行 次 眼前节分析检查（图 、），选择仪器系统中“”质量控制为 且质量最佳的次纳入研究，所有受检者检查均由同一位经验丰富的技师完成。检查使用 可视化生物力学分析仪（公司，德国）对受检者进行眼部角膜形变参数的测量，包 括 角 膜 生 物 力 学 整 合 参 数：硬 度 参 数（）、综合半径（）、水平方向 相关厚度（）、顶点和 间形变幅度比值（）、。每只眼行 次 检查（图 ），选择仪器系统中“”质量控制为 且质量最佳的 次纳入研究，所有受检者检查均由同一位经验丰富的技师完成。：屈光四联图；：显示系统；：角膜生物力学评估系统。图 同一近视患者右眼 眼前节分析检查与 检查图 分组按照眼前节分析系统 中 显示的 值固有分类显示进行患者分组。分组标准 为：组（例 眼）：值 ，为角膜正常对照者；组（例 眼）：值 ，即角膜异常可疑患者；组（例 眼）：值 ，为角膜异常患者。统计学处理应用 、及 进行数据分析及图形制作。对 组样本各计量资料数据使用 检验法进行正态性检验，符合正态分布的计量资料采用 珋 描述，不符合正态性分布则以中位数（，）描述；正态分布资料使用单因素方差分析进行比较，并使用 法进行两两多重比较，非正态分布资料应用 秩和检验进行组间分析，并使用 法进行两两多重比较；各组 值与其各眼部参数间的相关性采用 秩相关进行相关性分析，并行多元 回归分析，根据 回归方程绘制正常角膜生物力学伴异常后表面高度的概率分布 ：眼 科新进展 年 月第 卷第 期 图，最后使用受试者工作特征曲线（曲线）分析 回归方程的诊断效率。检验水准：。结果 一般情况三组患者间年龄及性别比较，差异均无统计学意义（，均为 ）。三组间 、及 比较，差异均有统计学意义（均为 ），其余眼部参数比较，差异均无统计学意义（均为 ）（表 ）。将上述差异有统计学意义的眼部参数行 法及 进行两两多重比较，三组间 、及 组间差异均有统计学意义（均为 ），其余参数仅 组与 组、组间差异有统计学意义（均为 ）。主要参数 、及 组间差异图见图 。表 三组近视患者各项眼部参数比较组别眼数参数 组 组 组 组别眼数参数 组 （，）（，）（，）组 （，）（，）（，）组 （，）（，）（，）：差异图；：差异图；：差异图；示 （双侧）。图 三组患者间主要参数的组间差异图 各组 值组内相关性分析组、组及 组 值与 均呈高度正相关（、，均为 ），此外，组 与 呈低度负相关（，），与 呈低度正相关（，）；组 与 呈低度负相关（，），与 呈中度负相关（，）（图 ）。值相关多元 回归分析以回归分析结果筛选出 组及 组中影响 值异常的主要因素（表 ）并建立各自预测模型如下：（）；（）。此模型拟合信息提示显著性 （），显著优于仅含常量的模型；模型分类总体百分比达 ；伪 。；。图 三组不同 值与眼部参数关联热图眼 科新进展 年 月第 卷第 期 ：表 组与 组 值异常近视患者的多元 回归分析组别眼数参数标准误 （）组 常量 组 常量 注：（）示 值；示 ；示 。值异常概率推导根据多元逻辑回归所得 （）方程，利用 软件中自带推荐的人群中正常角膜生物力学均值计算不同 、值范围下的后表面异常概率（图 ），其中 、，具体概率分布见表 、图 。对应红色区域对临床判断假性扩张有重要意义。图为后表面高度假性扩张概率指数图（，），及 采用 推荐正常角膜生物力学人群均值计算（图 ），、。表 正常角膜生物力学伴异常后表面高度在不同 、值下的概率分布情况 注：此概率通过公式 （）的结果进行计算，其中 及 采用 推荐正常角膜生物力学人群均值计算（图 ），、。图 正常角膜生物力学伴异常后表面高度概率分布图 曲线分析验证多元 回归方程及关键参数对正常角膜生物力学伴异常后表面高度的分类诊断效率 曲线分析提示，新参数 （）及独立参数 、对正常角膜生物力学伴异常后表面高度具有临床诊断意义（表 ）。将 （）的 值 反推后表面异常界值概率为 （）（精确到小数点后 位，即图 白色概率区界限，其 （灵敏度、特异度）为 （、）。表 正常角膜生物力学伴异常后表面高度的 曲线分析参数 敏感度 特异度 约登指数 值诊断条件 （）注：时示诊断分类有很好的临床意义；时示诊断分类有较好的临床意义；时示临床意义较低，但优于随机（）。：眼 科新进展 年 月第 卷第 期 图 正常角膜生物力学伴异常后表面高度各参数 曲线 讨论临床上通常使用角膜地形图后表面形态及角膜生物力学对圆锥角膜及疑似圆锥角膜的患者进行判断，其中 眼前节分析系统内置的 增强扩张显示系统在辨别角膜后表面形态异常方面最为常用，该系统提供了通过采用不同背景颜色及数值显示来判断角膜 值是否异常的分类模式 ，。曹开伟等 发现 系统中的 值异常与 有关，彭予苏等 进一步确认 与 系统的 值有关。不同 值对 系统的影响往往表现为 值异常及 值增高的假阳性比例增加，这种现象在中国人群中尤为突出 。因此，本研究旨在发现角膜生物力学正常的近视患者中其他影响 值异常的眼部因素，以此降低地形图检查中因 值增高导致的假阳性判读。本研究通过 值分组发现，所列入的 个参数中，仅 、组间差异有统计学意义。在组间差异存在统计学意义的这 个参数中，三组间仅 、及 差异均有统计学意义。各组 值与 系统的 值均呈高度正相关，这是因为 值是 等 通过 值等参数应用回归分析所得到的异常角膜与正常角膜间的偏差值有关，故此呈现出高度相关性。组中 值还表现出与 、值的低度相关性，值的弱相关性仍然与计算方式有关；而 组 值与 间的弱相关性则与彭予苏等 的研究类似，其原因在于：系统中，越大（负值小），角膜中央至周边的曲率变化越慢，差异更小，角膜后表面高度异常的可能性也越低，但这种与 的相关性在组和 组中却未表现出来。组 值表现出与 的弱相关性及与 的中度相关性，但组间 比较差异无统计学意义，且 的均数在 组更小，推测可能与样本量大小有关。组 值与 的中度负相关性同样见于类似研究 ，这与 系统数据库来自欧美人种，其角膜直径大于亚裔人种有关 ，。目前 眼前节分析系统已导入亚洲人群数据，其最佳拟合球面（）可以手动调整小于 的分析直径以进行计算。此更改可使屈光四联图后表面形态发生变化，但 值计算仍默认 范围，目前 值尚无法改变取值范围，本研究也选择固定 直径进行 计算。这样的基线对 偏小者确实存在误判的可能，因为当角膜直径偏小，而分析直径仍为 时，更多中周部平坦的角膜区域被纳入分析，导致 变平坦，引起了去除最薄点周围 区域后的角膜后表面增强数据偏高，从而出现假阳性表现 。本研究发现，组 均值及标准差为（）且诊断界值为 ，与多个研究结果接近 ，也从侧面印证了目前这些研究将地形图判断小角膜直径标准设定为 的合理性 ，。因此笔者认为，当 较大时，值与 更具相关性；而当角膜直径变小时，替代 ，与 值产生了更强的相关性。但相关性不代表因果关系，要了解 值与众参数间是否真实存在因果关系还需要进行回归分析，通过多元 逐步回归法发现，组的主要影响因素为 、及 ；而 组的主要影响因素为 、及 ；这些参数除 外均显示出 组与 组、组与 组的组间差异性。除 外，其余参数与彭予苏等 通过多元线性回归分析未分组的总体 值的影响因素有所不同。本研究采用 描述角膜厚度，而彭予苏等 采用角膜中央厚度进行研究，但也同样显示出对 值的影响。彭予苏等 还发现角膜生物力学参数中的最大压陷峰距、能影响 值，而本研究发现角膜生物力学参数中的 是 组的影响因素，而 与 是 组的影响因素，这种差异可能与本研究对 值进行了分组回归分析有关。该回归模型分类总体百分比达 ，即所纳入的参数能解释 的 值可疑及异常情况，高于彭予苏等 的研究。虽然发现了上述影响 值的新因素，但参数间对 值影响的权重存在差异，（，）要明显强于其余参数。组与 组的 对 值的影响呈负向作用，即 越小，值越大；对 值的影响呈正向作用，即 越大，值越大，这与临床上观察到角膜越小、厚度越厚出现角膜后表面异常可能性越大的现象吻合，而 与 值间的这种关系却未在相关性研究中体现。角膜生物力学方面的影响因素 ，即水平方向 相关厚度，又可表述为最薄点厚度 厚度变化率 ，而 也是水平方向的参数，且李跃祖等 的研究发现 与 存在中度相关性，因此 是眼 科新进展 年 月第 卷第 期 ：、这 个参数间的连接点。值是角膜反向压陷最大时角膜曲率半径下的面积，值增大时代表角膜硬度下降，即抵抗形变的能力下降 ，这种下降也见于屈光术后 ；以往研究显示 与 间无相关性 ，因此 是本试验发现的单独影响 值异常组的独立因素，考虑与其计算方式为曲率半径倒数有关，因为 组小而厚的角膜也能影响其非球面性，但具体影响原因仍需进一步研究。逻辑回归分析应用广泛，既能筛选危险因素，也能了解因素的权重，还能进行阳性概率的预测，本次研究根据 组 （）方程带入正常角膜生物力学人群的 及 值，反推出正常角膜生物力学伴异常后表面高度人群在不同 、值范围下的概率分布，即后表面高度 以供临床参考使用。该图左下方红色区域，指出了后表面异常假阳性概率区所对应的 、值，尤其是 区域对临床判断假性扩张有重要意义。诚然，使用该图表时仍需考虑其他因素，如角膜形态的对称性、圆锥角膜的诊断标准等，且本研究仅为尚无角膜生物力学检测者提供折衷方案，临床上更加准确的判读还应由 对我国族群角膜直径及厚度进行个性化制图改进或检测角膜生物力学 获得。此外，该概率指数在结合患者 的具体 、数值时，能进一步推导出个性化、个体化的后表面高度 以便临床应用。通过 曲线分析，逻辑回归新参数 （）的曲线下面积为 ，灵敏度 ，特异性 ，验证了逻辑回归新参数 （）是一个较完美的分类诊断器，并且提高了独立参数，如 、及 对正常角膜生物力学伴异常后表面高度的诊断效率。新参数 （）的诊断界值 代表的概率界值为 （），即图 右上方白色概率区界限，此白色概率区域表示无异常后表面假阳性的可能，但临床上一旦出现该区域对应 、值伴异常后表面的情况，则提示角膜生物力学异常，必须加查 。本研究还存在一定的局限性，首先由于双眼对称性的纳入要求，导致样本量偏少；其次角膜生物力学参数除了上述角膜生物力学的整合参数外，还存在其他独立参数，此次研究并未纳入，这些参数也可能在一定程度上影响判读结果。结论小而厚，且厚度变化慢的角膜容易出现角膜后表面假阳性；大而薄，厚度变化快且容易压陷的角膜更可能是真正的角膜后表面异常。在临床上通过 检查 系统判读时需甄别上述参数及特殊情况。参考文献 ，（）：，（）：中华医学会眼科学分会角膜病学组 中国圆锥角膜诊断和治疗专家共识（年）中华眼科杂志，（）：，（），（）：，（）：，：，：，（）：曹开伟，刘李娜，孙煜林，张韬，白继，刘莛 不同角膜直径对 角膜地形图中 系统关于角膜扩张分析结果的影响 中华眼科杂志，（）：，（）：，（）：，（）：，：，（）：彭予苏，陈敏，田乐，李华，李德卫，张飞飞 角膜形态学和生物力学参数对角膜后表面高度影响的研究 中华眼科杂志，（）：，（）：，（），（）：，：，（）：，（）：李跃祖，李俊，张洁莹，梁刚 正常角膜生物力学参数与角膜直径的相关性分析 眼科新进展，（）：，（）：，：眼 科新进展 年 月第 卷第 期 ，（）：，（）：，：，（）：，（）：，：，：【】（），（，），（，）（）（，），（，），（，），；，（），（）（），；，（），（），（），（），（），（），（）（），；，（，），（，），（），（）；，（），（），（）（）（），（）（，），（，）（，）；（，）（，），（），（，）（，），；【】；眼 科新进展 年 月第 卷第 期 ：