3～12歲兒童晶狀體屈光力變化趨勢及其影響因素分析

向棹宇 林秋蓉 許琰 強俊 錢昱 鄒海東,

1上海市眼病防治中心 上海市眼科醫(yī)院 200040；2上海交通大學附屬第一人民醫(yī)院眼科 200080

決定兒童屈光發(fā)育的3個主要因素是眼軸長度(axial length，AL)、晶狀體屈光力(lens power，LP)和角膜曲率。一般3歲以后人眼角膜曲率基本不再變化，LP不斷減少以緩解眼軸增長帶來的近視化趨勢，維持正視狀態(tài)[1-5]。因此，研究兒童青少年時期LP的變化規(guī)律及其影響因素對了解眼部屈光發(fā)育的規(guī)律具有重要意義。目前，國內外研究一致認為近視兒童LP低于正視兒童，遠視兒童LP則高于正視兒童[2-3]，但這些研究中鮮見高度近視或者高度遠視兒童的LP數(shù)據(jù)。此外，不同性別之間LP是否存在差異，目前也存在爭議。本課題組擬通過分析上海市靜安區(qū)兒童LP的變化趨勢及其影響因素，為了解我國兒童LP的變化規(guī)律提供參考資料。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用橫斷面研究方法，納入2019年10月至2020年1月在上海市眼病防治中心視光科門診就診的兒童131人131眼，其中男57例，女74例；年齡3～12歲，平均(8.87±2.65)歲；平均等效球鏡度(spherical equivalent，SE)為(-0.24±4.58)D，平均LP為(22.90±2.66)D，平均最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)為(0.045±0.093)LogMAR。納入標準：(1)年齡3～12歲；(2)中國籍，漢族；(3)家長了解本研究目的；(4)受檢者對檢查的依從性良好。排除標準：(1)有除屈光不正外的其他眼部疾病者；(2)有角膜接觸鏡配戴史者；(3)有眼部外傷、手術史者；(4)有全身其他系統(tǒng)疾病者。(5)有屈光參數(shù)等測量結果存在缺失值者。受檢者左右眼屈光參數(shù)經Pearson相關分析屈光參數(shù)高度一致(r>0.90，P<0.01)，取右眼作為研究對象。根據(jù)年齡不同將受檢者分為3～4歲組16眼、5～6歲組20眼、7～8歲組25眼、9～10歲組33眼和11～12歲組37眼；根據(jù)性別不同將受檢者分為男性組57眼和女性組74眼；根據(jù)SE不同將受檢者分為近視組(SE≥-0.50 D)75眼、正視組(SE<-0.50～<+1.00 D)11眼和遠視組(SE≥+1.00 D)45眼(表1)。近視組進一步分為低度近視組(SE>-0.50 D～≤-3.00 D)38眼、中度近視組(SE>-3.00 D～≤-5.00 D)12眼、高度近視組(SE>-5.00 D)25眼。遠視組進一步分為低度遠視組(SE>1.00 D～≤3.00 D)9眼、中度遠視組(SE>3.00～≤5.00 D)13眼、高度遠視組(SE>5.00 D)23眼[6-7]。本研究遵循《赫爾辛基宣言》，經上海交通大學附屬第一人民醫(yī)院倫理委員會審核批準(批文號：2020KY018)。

表1 不同屈光狀態(tài)組兒童眼部生物學參數(shù)測量值比較Table 1 Comparison of ocular parameters among different refractive groups組別眼數(shù)SE(mean±SD,D)aAL(mean±SD,mm)aKm(mean±SD,D)aCCT(mean±SD,μm)aACD(mean±SD,mm)aLT(mean±SD,mm)aLP(mean±SD,D)aBCVA[M(Q1,Q3)]b近視組75-3.53±2.4424.98±1.1743.39±1.45550.37±30.193.54±0.353.35±0.1521.40±1.490.000 0(0.000 0,0.000 0)正視組110.44±0.4723.35±0.8742.52±0.94546.91±33.463.49±0.333.42±0.2123.49±2.680.000 0(0.000 0,0.000 0)遠視祖455.06±2.1721.18±0.8943.14±1.47543.07±38.883.32±0.293.56±0.2825.27±2.410.096 0(0.000 0,0.188 4)F/H值48.331.930.666.1113.3755.52205.0838.65P值<0.010.150.52<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01 注:(a:單因素方差分析;b:Kruskal-Wallis H檢驗) SE:等效球鏡度;AL:眼軸長度;Km:平均角膜曲率;CCT:中央角膜厚度;ACD:前房深度;LT:晶狀體厚度;LP:晶狀體屈光力;BCVA:最佳矯正視力 Note:(a:One-way ANOVA;b:Kruskal-Wallis H test) SE:spherical equivalent;AL:axial length;Km:mean keratometry;CCT:central corneal thickness;ACD:anterior chamber depth;LT:lens thickness;LP:lens power;BCVA:best corrected visual acuity

1.2 方法

由副高級職稱以上眼科醫(yī)生擔任主診醫(yī)師，了解患兒主訴、既往史、眼健康相關生活習慣。采用裂隙燈顯微鏡(YZ5F，蘇州六六視覺科技股份有限公司)和直接檢眼鏡(BETA200，德國Heine公司)進行眼前節(jié)及眼底檢查，記錄眼瞼、結膜、角膜、晶狀體、玻璃體和眼底等相應檢查結果。

1.2.1眼生物學參數(shù)測量 在暗室環(huán)境下，由經驗豐富的眼科技術員用光學生物測量儀(IOLMaster 700，德國Carl Zeiss公司)進行眼部屈光參數(shù)值測量。測量時根據(jù)受檢者身高調整升降臺及頜托，囑下頜置于下頜托上、額頭緊貼額托，睜大雙眼避免眼瞼遮擋，受檢眼注視儀器內的綠色注視標。受檢者完全瞬目以確保淚膜光滑后開始測量，先右眼后左眼，常規(guī)測量AL、水平角膜曲率、垂直角膜曲率、中央前房深度(anterior chamber depth，ACD)、晶狀體厚度(lens thickness，LT)、中央角膜厚度(central corneal thickness，CCT)，均測量3次，取平均值。若未獲得完整數(shù)據(jù)，則再次測量，若重復測量3次均無法獲得完整數(shù)據(jù)，記錄為缺失值。計算平均角膜曲率(mean keratometry，Km)、玻璃體深度(vitreous chamber depth，Vd)和LP。Km=(水平角膜曲率+垂直角膜曲率)/2；Vd=AL-ACD-LT。LP的計算以Gullstrand-Emsley模型眼中的數(shù)據(jù)為基準，使用Bennett公式進行計算[7]，LP=-[1 000 n×(Scv+Km)]/[1 000 n-(ACD+C1×LT)×(Scv+Km)]+1 000 n/(-C2LT+Vd)，其中Scv=SE/(1-0.014×SE)，C1=0.596，C2=-0.358，n=1.336。

1.2.2綜合驗光 驗光前由專業(yè)技術人員采用非接觸眼壓計(NT-510，日本Nidek公司)測量眼壓，≤6歲的受檢者采用質量分數(shù)1%硫酸阿托品眼膏涂雙眼，每天睡前1次，連續(xù)7 d；>6歲的受檢者采用質量分數(shù)0.5%托吡卡胺滴眼液點雙眼，每5 min點1次，共5次。由經驗豐富的驗光師用自動電腦驗光儀(ARK-1s，日本Nidek公司)檢查屈光度，先右眼后左眼，每眼檢測3次，取平均值，若3次測量獲得的最大值與最小值差值>0.50 D，則重復測量。驗光師依據(jù)自動電腦驗光結果用綜合驗光儀(RT-3100，日本Nidek公司)進行主覺驗光，測量并記錄5 m處BCVA和屈光度。若眼壓>21 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)則不行睫狀肌麻痹，驗光結果記錄為缺失值。使用公式LogMAR=log(1/小數(shù)記錄法BCVA數(shù)值)，將BCVA的表達方式由小數(shù)記錄法改為LogMAR對數(shù)記錄法表達。

1.2.3質量控制 患者進行檢查時均采用統(tǒng)一的測量流程，保證檢測方法、所用器械設備均一致，所有檢測設備定期由專業(yè)人員進行校準和維護。研究現(xiàn)場由具備豐富臨床研究經驗的項目負責人全程督導及核對數(shù)據(jù)的記錄，以完成查漏補缺，保證資料完整準確。由2名檢錄員將資料錄入計算機并進行數(shù)據(jù)核查，之后由第3人依據(jù)原始資料對電腦資料再次復核，以保證數(shù)據(jù)錄入的準確性。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 25.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析，SE、AL、Km、CCT、ACD、LT、LP的數(shù)據(jù)結果經P-P圖正態(tài)性檢驗證實呈正態(tài)分布，以mean±SD表示，BCVA結果經檢驗為非正態(tài)分布，以M(Q1，Q3)表示。不同性別間符合正態(tài)分布的計量資料差異比較采用獨立樣本t檢驗，不符合正態(tài)分布的計量資料差異比較采用Kolmogorov-SmirnovZ檢驗；近視組、正視組、遠視組間符合正態(tài)分布的計量資料總體差異比較采用單因素方差分析，不符合正態(tài)分布的計量資料總體差異比較采用Kruskal-WallisH檢驗；不同屈光度組和不同年齡段間LP的總體差異比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用Student-Newman-Keuls檢驗，并使用Bonferroni法矯正P值。單個因素與LP的關系分析采用Pearson線性相關分析；多個影響因素對LP的貢獻分析采用逐步回歸法建立多重線性回歸模型，計算性別貢獻時，男性取值為1，女性取值為0，未納入方程的自變量納入標準為P≤0.05，已納入方程的自變量排除標準為P≥0.10。對回歸系數(shù)進行假設檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 LP的相關因素分析

2.1.1不同年齡組LP的比較及年齡與LP的相關性 3～4歲組、5～6歲組、7～8歲組、9～10歲組和11～12歲組兒童的平均LP分別為(27.35±1.88)、(24.71±1.92)、(22.92±1.87)、(21.49±1.54)和(21.25±1.55)D，各組平均LP總體比較差異有統(tǒng)計學意義(F=46.93，P<0.01)，其中3～4歲組與5～6歲組、5～6歲組與7～8歲組、7～8歲組與9～10歲組比較、7～8歲組與11～12歲組比較，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)，9～10歲組與11～12歲組間LP比較差異無統(tǒng)計學意義(P=0.62)。年齡與LP呈負相關(r=-0.76，P<0.01)，LP的平均值隨年齡增長呈下降趨勢，9歲之后LP下降速度減緩(圖1)。

圖1 不同年齡組LP的比較及年齡與LP的相關性分析 A：不同年齡組受檢眼LP比較 F=46.93，P<0.01.與3～4歲組比較，aP<0.05；與5～6歲組比較，bP<0.05；與7～8歲組比較，cP<0.05(單因素方差分析，Student-Newman-Keuls檢驗；3～4歲組，n=16；5～6歲組，n=20；7～8歲組，n=25；9～10歲組，n=33；11～12歲組，n=37) B：年齡與LP的相關性分析 年齡與LP呈負相關，r=-0.76，P<0.01(Pearson相關分析，n=131) LP：晶狀體屈光力

2.1.2不同性別組兒童眼部生物學參數(shù)測量值比較 女性兒童的平均LP值高于男性兒童，差異有統(tǒng)計學意義(t=-3.38，P<0.01)(表2)。3～6歲女性兒童LP為(26.53±2.09)D，明顯高于男性兒童的(24.59±2.22)D，差異有統(tǒng)計學意義(t=-2.58，P=0.01)；7～9歲女性兒童LP為(23.45±1.63)D，明顯高于男性兒童的(22.20±1.87)D，差異有統(tǒng)計學意義(t=-2.14，P=0.04)；10～12歲女性兒童LP為(21.53±1.26)D，明顯高于男性兒童的(20.56±1.38)D，差異有統(tǒng)計學意義(t=-2.73，P<0.01)。

2.1.3不同屈光度組LP的比較及SE與LP的相關性 高度近視組、中度近視組、低度近視組、正視組、低度遠視組、中度遠視組和高度遠視組平均LP分別為(20.49±1.36)、(21.92±1.79)、(21.83±1.20)、(23.49±2.68)、(26.12±2.64)(25.90±2.18)和(24.59±2.35)D，各組間平均LP總體比較差異有統(tǒng)計學意義(F=22.61，P<0.05)。近視組間兩兩比較、遠視組間兩兩比較、正視組與中低度近視組間比較、正視組與高度遠視組間比較差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。高度近視組LP明顯低于正視組，高度近視組、中度近視組、低度近視組LP均低于各遠視組，低度遠視組、中度遠視組LP均明顯高于正視組，差異均有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)。SE與LP呈正相關(r=0.62，P<0.05)(圖2，3)。

表2 不同性別組兒童眼部生物學參數(shù)測量值比較Table 2 Comparison of ocular biological parameters between different gender groups組別眼數(shù)SE(mean±SD,D)aAL(mean±SD,mm)aKm(mean±SD,mm)aCCT(mean±SD,μm)aACD(mean±SD,mm)aLT(mean±SD,mm)aLP(mean±SD,D)aBCVA[M(Q1,Q3)]b男性57-0.95±4.2424.13±1.9542.88±1.32550.49±29.783.52±0.333.40±0.1822.04±2.310.000(0.000,0.000)女性740.30±4.7923.08±2.0343.50±1.47545.32±36.293.41±0.343.46±0.2623.57±2.730.000(0.000,0.097)t/Z值-1.593.00-2.480.871.92-1.57-3.381.166P值0.12<0.010.010.390.060.12<0.010.132 注:(a:獨立樣本t檢驗;b:Kolmogorov-Smirnov Z檢驗) SE:等效球鏡度;AL:眼軸長度;Km:平均角膜曲率;CCT:中央角膜厚度;ACD:前房深度;LT:晶狀體厚度;LP:晶狀體屈光力;BCVA:最佳矯正視力 Note:(a:Independent samples-t test;b:Kolmogorov-Smirnov Z test ) SE:spherical equivalent;AL:axial length;Km:mean keratometry;CCT:central corneal thickness;ACD:anterior chamber depth;LT:lens thickness;LP:lens power;BCVA:best corrected visual acuity

圖2 不同屈光度組受檢眼LP值比較 F=22.61，P<0.01.與正視組比較，aP<0.05；與低度遠視組比較，bP<0.05；與中度遠視組比較，cP<0.05；與高度遠視組比較，dP<0.05(單因素方差分析，Student-Newman-Keuls檢驗；高度近視組，n=25；中度近視組，n=12；低度近視組，n=38；正視組，n=11；低度遠視組，n=9；中度遠視組，n=13；高度遠視組，n=23) LP：晶狀體屈光力 圖3 SE與LP的相關性分析 SE與LP呈正相關，r=0.62，P<0.05(Pearson相關分析，n=131) LP：晶狀體屈光力；SE：等效球鏡度

2.1.4LT、AL、ACD、CCT、Km與LP的相關性分析 LT與LP呈正相關(r=0.68，P<0.01)，AL、ACD、CCT與LP均呈負相關(r=-0.79、-0.38、-0.18，均P<0.05)，Km與LP無明顯線性相關性(r=0.07，P=0.45)(圖4)。

圖4 不同眼部生物學測量參數(shù)與LP的相關性分析(Pearson相關分析，n=131) A：LT與LP呈正相關(r=0.68，P<0.01) B～D：AL、ACD、CCT與LP均呈負相關(r=-0.79、-0.38、-0.18，均P<0.05) E：Km與LP無明顯線性相關性(r=0.07，P=0.45) LP：晶狀體屈光力；LT：晶狀體厚度；AL：眼軸長度；ACD：前房深度；CCT：中央角膜厚度；Km：平均角膜曲率

2.2 LP的影響因素分析

LP的標準化回歸方程為LP=-0.430×AL+0.329×LT-0.267×年齡-0.108×性別-0.084×CCT(F=107.90，P<0.01)(圖5)，各因素的標準化系數(shù)從大到小依次排列后分別為AL、LT、年齡、性別、CCT(均P<0.05)。由于使用逐步回歸法時對ACD、Km分別做基于偏回歸平方和的F檢驗，均P>0.05，故ACD、Km未進入方程。

圖5 多重線性回歸方程中LP標準化預測值隨LP實測值分布圖 LP的多重線性回歸方程為LP=-0.430×AL+0.329×LT-0.267×年齡-0.108×性別-0.084×CCT(男=1，女=0)，方程調整后R2為0.804 LP：晶狀體屈光力

3 討論

晶狀體的形態(tài)和內部纖維等成分在人一生的生長發(fā)育和老化過程中持續(xù)發(fā)生變化，導致LP不斷改變[1-5]。本研究分析了上海市靜安區(qū)3～12歲兒童的LP在不同年齡、性別和屈光度組間的差異，并首次報道了高度遠視眼的LP改變情況。王陽等[8]曾用Bennett-Rabbetts公式計算并報道了12歲前高度近視兒童的LP，但該研究中的總LP標準差為5.13 D，結果不夠穩(wěn)定。有研究證明，Bennett-Rabbetts公式計算得到的LP值小于曲率法直接計算得到的LP值，Bennett公式與曲率法的相關性強于Bennett-Rabbetts公式[9]。此外，這種結果帶來的偏差在高度近視眼中是否會進一步變大仍不明確。本研究完善并補充了LP在高度近視兒童中的變化規(guī)律。

隨著年齡的增長，兒童的AL逐漸增長，角膜屈光力、LP也逐漸下降，這些因素的相互作用對屈光狀態(tài)由遠視向正視的轉化起著平衡作用。一般認為，兒童3歲時角膜屈光力已趨于穩(wěn)定，AL延長帶來的近視化趨勢主要由LP的下降來代償[10]。本研究發(fā)現(xiàn)，10歲前兒童的LP隨著年齡增長明顯下降，至10歲后LP的下降速度減緩，與Zadnik等[1]的報道結果一致。LP的變化可以用晶狀體皮質纖維增長與晶狀體核壓縮之間的平衡來解釋，10歲前晶狀體核的壓縮大于皮質纖維的增長，LT和LP減小，晶狀體皮質與核的變化達到平衡后LT不變；10歲后晶狀體核的壓縮速度低于皮質纖維的增長速度，LT和LP下降速率變緩[11]。LT值減小使晶狀體表面曲率變平，導致LP下降[12]。此外，晶狀體皮質纖維壓縮使晶狀體的屈光指數(shù)梯度變陡峭，導致LP下降[11-12]，這也是LT開始增長后LP繼續(xù)下降的主要原因[13]。

既往研究認為，性別是LP的獨立影響因素，不同性別兒童的LP存在差異[3,14]。本研究發(fā)現(xiàn)，與男性兒童相比，女性兒童LP更高，AL更小，角膜屈光力更高，而LT在不同性別間無明顯差異，提示我們LP的性別差異與LT無關。本研究還發(fā)現(xiàn)，兒童時期隨著年齡增長，女性兒童LP的下降程度比男性兒童更大，LP的性別差異逐漸減小，10歲后兒童LP的性別差距與He等[15]報道的成人LP的性別差距類似。

既往研究結果表明，近視兒童的LP較低，遠視兒童的LP則高于正視兒童[2-3,5,14]。本研究中對屈光狀態(tài)進一步分組后發(fā)現(xiàn)，低度近視與中度近視組的LP均值更為接近，而高度近視組與前兩者差距較大。近視眼AL更長[16]，LP下降能部分代償AL的增加。近視發(fā)生前LP已經有所下降，而近視發(fā)生后隨著AL增長的加快，LP的下降速率也增加[3]。本研究結果顯示，高度近視組中LP的變化也符合上述規(guī)律。

本研究中低度遠視組、中度遠視組、高度遠視組的平均LP均大于正視組，符合眼軸較短時LP更高的結論。但值得注意的是，高度遠視組的平均LP與低度遠視組、中度遠視組相比出現(xiàn)了異常的下降趨勢。盡管SE上升AL減小，但LP下降，這與上述規(guī)律相悖，我們認為這可能與LP改變的主動性有關。盡管兒童期LP的下降被認為是為了代償AL增加而發(fā)生的被動現(xiàn)象，但老年人LP的研究結果表明遠視組的平均LP小于正視組，這種老年期出現(xiàn)的遠視眼多由LP的自發(fā)下降導致[15]。本研究推測，兒童高度遠視眼LP的下降已經不是對AL的被動代償，而是一種主動改變。高度遠視組兒童的晶狀體更薄，ACD也相應變淺，眼前節(jié)形態(tài)的變化在物理上解釋了LP下降的原因，但無法明確這種變化是如何發(fā)生的。需要進行縱向隊列研究，觀察高度遠視眼中LP的變化方向及速率，以進一步明確這種異常下降的原因。

在對LP影響因素的分析中發(fā)現(xiàn)，AL對LP的影響最大，與既往研究結果一致[3,13,17]，其他獨立影響因素還包括LT、年齡、性別和CCT。晶狀體形態(tài)的改變會引起屈光力的變化，LT變薄使表面曲率降低、屈光力下降，這一過程發(fā)生在本研究中涉及的年齡段，12歲之后將發(fā)生晶狀體增厚但屈光力下降的“晶狀體悖論”[18]。角膜和晶狀體均是眼屈光系統(tǒng)的重要組成部分，但二者間的聯(lián)系目前仍未明確。本研究結果顯示CCT與LP呈負相關，考慮CCT與ACD的改變方向一致，本研究認為這可能是發(fā)育過程中的改變，尚待進一步的研究加以驗證。

本研究存在一定的局限性：首先，由于本研究為橫斷面研究，無法直接觀察年齡增長、近視發(fā)生和發(fā)展過程中LP的動態(tài)變化，僅能通過不同年齡、屈光度分組的組間差異間接推斷LP的變化規(guī)律；其次，當LP組間差異為1 D時，要明確這種差異是否具有統(tǒng)計學意義需要每組樣本量≥23例，由于本研究分組較多，導致每組樣本量偏小，部分組樣本量<23例，使得統(tǒng)計效力下降，可能導致部分假陰性結果，增加Ⅱ型錯誤發(fā)生的風險，需要擴大樣本量進一步研究。

綜上所述，本研究采用Bennett公式分析了上海市靜安區(qū)3～12歲兒童LP的變化規(guī)律，結果發(fā)現(xiàn)隨年齡增長LP逐漸下降，其下降速率在9歲之后逐漸減緩；女性兒童LP在各年齡段中均比男性兒童高；隨著SE的增加，LP不斷上升，但在高度遠視組中卻發(fā)生了下降，其原因仍待進一步研究。

利益沖突所有作者均聲明不存在任何利益沖突