【学文】角膜不对称对角膜塑形镜镜片偏心的影响
小铂 非视不可Visualbook 2024年12月24日 19:00 浙江
对于OK镜，大部分人可能都会恨其价格高，但又爱其控制效果好。家长给孩子配了OK镜后，一般都会过分关注镜片的一举一动。一听到镜片偏心，不懂行的人可能又会多增添几分焦虑。实际上，OK镜偏心与否和近视控制效果好坏之间有不一致却又微妙的联系。今天推一篇角膜不对称与镜片偏心的文章，该论文于2024年发表在OPO，DOI：10.1111/opo.13418供大家检索。
一、研究背景
镜片偏心在角膜塑形镜配戴中较为常见，这不仅影响近视控制效果，还会导致配戴者视觉质量下降，如出现眩光、重影等现象，严重时甚至可能引发角膜相关的安全问题。镜片偏心主要受角膜前表面形态和眼睑张力影响，其中角膜形态的不对称性与镜片偏心关系密切，而角膜塑形镜的设计多为轴对称，与不对称的角膜形态存在潜在矛盾。
已有研究表明角膜不对称与镜片偏心有关，但对于不同设计的角膜塑形镜（如球面和环曲面）如何应对角膜不对称对镜片位置的影响，学界存在不同看法。部分研究认为环曲面镜片可解决角膜不对称导致的镜片位置问题，而另一些研究则发现即使使用环曲面镜片，仍可能存在镜片偏心情况，这促使本研究进一步深入探究角膜不对称对镜片偏心的具体影响机制。
二、研究方法
研究对象：
回顾性纳入2019年2月至7月温州医科大学附属眼视光医院199例8岁以上近视患者。纳入排除标准见表1，双眼均进行角膜地形图检查以评估角膜不对称性。199例患者中89例接受角膜塑形镜治疗，其中65例右眼符合条件者进一步分析治疗区偏心（TZDec）与角膜不对称的关系。
表1.纳入和排除标准
镜片设计与参数确定：
采用五弧区设计的角膜塑形镜（Emerald系列），环曲面镜片反转弧和定位弧矢高不同，镜片直径范围10.2-11.2mm。以角膜 上8.0mm处两子午线矢高差超30μm时选用环曲面镜片。以经典牛眼样为最佳适配状态。
角膜地形图测量与分析：
使用Medmont E300角膜地形图仪及相关软件获取角膜地形图，每眼测3次选最佳图像。计算角膜垂直和水平方向上高度差评估不对称性，记录特定距离处子午线高度并计算差值；按特定方法计算角膜不对称向量，记录4.0mm处主子午线高度确定向量大小和方向。详细参考图1或原文。
图1.不对称向量合成示意图。使用角膜前表面高度图合成不对称向量。四侧的半子午线上距角膜顶点4mm处的高度分别用白色字体表示。力的方向朝向角膜的（高度）低处，如蓝色箭头所示。红色箭头显示矢量合力的大小，α表示不对称向量的方向
治疗区偏心测量：
用软件处理戴镜前后切向图，得差异图并调整标尺，通过MATLAB程序确定光学区中心，定义其与瞳孔中心距离为TZDec大小，再用Image J软件测量偏心距和方向。详细参考图2或原文。
图2.偏心的幅度和方向。将切向差异图导入MATLAB以确定光学区的中心。白色十字表示瞳孔中心，黄色十字表示过渡区点所围成的光学区中心。Image J用于测量瞳孔中心与光学区中心之间的距离。白色箭头指向偏心的方向，用β定量描述
统计分析：
采用SPSS 23.0进行数据分析，运用多元线性逐步回归分析TZDec与多种因素相关性，Pearson相关检验分析不对称向量方向与TZDec方向关系，ROC曲线分析评估不对称向量大小对TZDec严重程度的预测能力，以P＜0.05为差异有统计学意义。
三、研究结果
1. 近视眼角膜前表面高度不对称特征
患者基本信息：如表2，199例患者（398眼）平均年龄11.56±2.86岁，男女比例、SEQ、球镜、柱镜、角膜曲率等数据呈现一定特征。
表2.患者人口统计数据
角膜高度差分布：
分析右眼角膜不同弦长处较平及较陡子午线的绝对高度差，随距角膜顶点距离增加，不对称性更明显，左眼情况类似，角膜8.0mm处不对称向量大小，右眼为30.92±13.84μm，左眼为32.81±14.28μm。详细的数据见图3和表3及原文。
图3.前角膜高度差的直方图。根据最佳拟合球体，右眼（a）和左眼（b）的前角膜高度。水平子午线上的高度差分别使用鼻侧半子午线减去颞侧半子午线中距角膜顶点3、3.5和4mm的高度计算，而陡峭子午线上的高度差则使用上侧半子午线减去下侧半子午线计算。正值表示与颞侧半子午线或下侧半子午线相比，鼻侧半子午线或上侧半子午线的高度更高。（c）分别表示6、7和8mm处两个子午线上角膜高度差的绝对值。
表3. 6.0、7.0和8.0mm处的绝对角膜高度差
治疗区偏心分布：
如表4所示，65例接受角膜塑形镜治疗患者（31例球面镜，34例环曲面镜），两组角膜8.0mm处两子午线上高度差有显著差异，但角膜不对称向量无统计学差异。戴镜1周和1个月后，球面镜和环曲面镜的TZDec分别为一定数值，两组间无显著差异。
表4.患者信息
与治疗区偏心相关因素：
对65眼数据重新评估，多元线性逐步回归分析显示仅角膜不对称向量大小与戴镜1周和1个月后的偏心程度显著相关，Pearson相关分析表明角膜不对称向量方向与戴镜1个月后的偏心方向相关。图4的散点图说明了距角膜顶点4.0mm处的角膜不对称向量与TZDec之间的相关性。
图4.戴镜1周（a）和1个月（b）后角膜不对称向量大小与偏心量的关系。散点图显示角膜不对称向量大小与偏心量之间的统计趋势。浅蓝色区域为分位数回归估计的95%置信区间。虚线表示95%预测区间。
ROC曲线分析：
如表5，ROC曲线分析表明角膜不对称向量大小可预测TZDec严重程度，戴镜1周和1个月后区分严重与非严重偏心的AUC（ROC曲线下面积）、截断值、灵敏度和特异性等数据明确，且对严重偏心预测准确性较高。
图5.不同偏心严重程度角膜不对称向量的ROC曲线。(a)戴镜1周轻度偏心(＜0.50mm)和非轻度偏心(≥0.50mm)的角膜不对称向量生成的ROC曲线。(b)戴镜1周非重度偏心(≤1.0mm)和重度偏心(＞1.0mm)的角膜不对称向量生成的ROC曲线。(c)戴镜1个月轻度偏心(＜0.50mm)和非轻度偏心(≥0.50mm)的角膜不对称向量生成的ROC曲线。(d)戴镜1个月非重度偏心(≤1mm)和重度偏心(＞1.0mm)的角膜不对称向量生成的ROC曲线。
角膜不对称向量与TZDec分布关系：
见图6绘制的偏心和角膜不对称分布图。合成不对称向量常见偏心方向为颞下，与镜片平均偏心方向一致。部分参与者虽不对称向量超截断值但未严重偏心，而当向量方向指向下象限时，严重偏心风险增加，计算特定情况下参与者1个月后严重偏心比例为35.29%。
图6.镜片偏心与角膜不对称向量分布。(a)表示不对称向量，箭头线的长度表示向量的大小，箭头表示向量的方向。黑色圆圈表示截断值41.06μm的边界。(b,c)分别表示1周和1个月TZDec的分布。相同的数字表示同一只眼睛。
四、讨论
角膜塑形镜控制近视受多种因素影响，镜片偏心是常见问题，较大的TZDec虽可能减缓眼轴伸长但影响视觉质量，需平衡近视控制和视觉质量，环曲面镜片旨在解决部分问题，但角膜不对称仍可能导致镜片不稳定和TZDec。本研究发现角膜前表面8.0mm处不对称明显且随距离增加而加剧，此区域与角膜塑形镜定位弧相关，角膜不对称向量大小和方向均与镜片偏心相关，表明角膜前表面不对称是镜片偏心重要因素，这与之前研究结果相符。本研究对比球面和环曲面镜片配戴者，发现两组TZDec无显著差异，说明不对称向量大小是导致镜片偏心关键因素，部分参与者情况表明向量方向对偏心有重要影响，可能与眼睑张力有关，这解释了与其他研究在环曲面设计对减轻偏心影响方面结论的差异。
五、研究结论
角膜塑形镜配戴中，角膜8.0mm处常存在不对称，其主要方向为颞下。角膜前表面形态对镜片定位至关重要，若不对称向量大小超41.06μm且方向向下，易出现严重偏心，环曲面设计无法缓解，可能需特殊不对称设计，以优化治疗区位置，提升近视控制效果并减少视觉和安全问题。
