自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬儀驗(yàn)光與傳統(tǒng)驗(yàn)光的一致性研究

2022-04-13 03:51:12周桂梅譚青青廖萱錢玖林蘭長(zhǎng)駿

中華實(shí)驗(yàn)眼科雜志 2022年3期

周桂梅譚青青廖萱錢玖林蘭長(zhǎng)駿

川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科川北醫(yī)學(xué)院眼視光醫(yī)學(xué)院，南充 637000

屈光不正是兒童和青少年視力下降的主要原因，近視是常見的屈光不正類型。近年來，我國(guó)兒童和青少年近視患病率逐年升高，且逐漸呈低齡化趨勢(shì)。預(yù)計(jì)至2050年全球?qū)⒂?7.58億人患有近視，約占總?cè)丝诘?0%。未矯正的屈光不正嚴(yán)重影響學(xué)習(xí)和生活，準(zhǔn)確測(cè)量屈光度并確定最佳矯正處方是屈光不正矯正的關(guān)鍵。目前臨床上廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)驗(yàn)光方法仍然是以檢影驗(yàn)光或電腦客觀驗(yàn)光作為初始屈光度數(shù)參考，結(jié)合綜合驗(yàn)光儀或直接插片的主覺驗(yàn)光。最近面世的自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬器(adaptive optics visual simulator，VAO)結(jié)合了像差測(cè)量和自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，通過Hartmann-Shack波前傳感器測(cè)量像差，并將測(cè)得的低階像差數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為客觀屈光度值，為主覺驗(yàn)光提供起始屈光度數(shù)；主覺驗(yàn)光模塊則由自適應(yīng)空間光學(xué)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)，該調(diào)制器內(nèi)置的50萬片靜電壓控的超微晶體通過彼此間相對(duì)位置的變化改變光線路徑，從而模擬球鏡、柱鏡等光學(xué)透鏡，檢查者則可以通過軟件交互界面實(shí)現(xiàn)球鏡或柱鏡的改變，從而檢查患者的主覺屈光度。目前VAO相關(guān)臨床研究較少，其臨床應(yīng)用價(jià)值仍不十分明確。本研究擬對(duì)睫狀肌麻痹狀態(tài)下VAO與傳統(tǒng)主客觀驗(yàn)光結(jié)果的一致性及差異性進(jìn)行分析，并比較2種方法的主客觀驗(yàn)光誤差值，以評(píng)估VAO主客觀驗(yàn)光臨床應(yīng)用的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用診斷性試驗(yàn)研究方法，于2019年11月在川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院納入健康受試者31例31眼，其中男15例15眼，女16例16眼；年齡19～23歲，平均(20.1±1.0)歲，均取右眼為受檢眼。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)健康青年；(2)主覺驗(yàn)光等效球鏡度為-0.75～-6.00 D。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)2周內(nèi)佩戴軟性角膜接觸鏡或4周內(nèi)佩戴硬性角膜接觸鏡者；(2)除屈光不正外患有任何其他眼部疾病者；(3)有角膜屈光手術(shù)或眼外傷史者；(4)近期接受可能影響眼屈光的局部或全身藥物治療者。本研究遵循《赫爾辛基宣言》，經(jīng)川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)[批文號(hào)：2020ER(A)018]。所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 方法

采用電腦驗(yàn)光儀(ARK-510A，日本Nidek公司)結(jié)合綜合驗(yàn)光儀(包括RT-5100型視力檢查儀和CP-770型視力表投影儀)(日本Nidek公司)的傳統(tǒng)驗(yàn)光法和VAO(西班牙Voptica公司)分別對(duì)每位受檢者進(jìn)行驗(yàn)光。驗(yàn)光前，采用體積分?jǐn)?shù)1%環(huán)戊酮滴眼液(美國(guó)Alcon公司)對(duì)受檢眼行睫狀肌麻痹，每次1滴，共2次，間隔時(shí)間為15 min。第2次點(diǎn)眼后囑受檢者閉目休息30 min，然后行主客觀驗(yàn)光。每位受檢者的檢查順序均為電腦驗(yàn)光、綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光、VAO驗(yàn)光。所有操作均由同一名經(jīng)驗(yàn)豐富的驗(yàn)光師于9：00～18：00進(jìn)行。比較散光時(shí)，使用矢量散光分析法將散光轉(zhuǎn)換為散光矢量J和J，其中J=-C/2×cos2α；J=-C/2×sin2α，其中C為負(fù)柱鏡度；α為柱鏡軸向；J為Jackson交叉柱鏡，軸在90°和180°方向；J為Jackson交叉柱鏡，軸在45°和135°方向。

1.2.1

綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光 (1)矯正視力到0.6，進(jìn)行散光盤粗調(diào)散光度數(shù)和軸向；(2)矯正視力到0.8，第1次紅綠平衡；(3)JCC散光軸向確定；(4)JCC散光度數(shù)確定；(5)再次紅綠平衡；(6)確定視力。

1.2.2

VAO客觀驗(yàn)光采用快速模式進(jìn)行客觀驗(yàn)光，測(cè)量前囑受檢者瞬目數(shù)次，囑其注視探測(cè)頭內(nèi)視標(biāo)；調(diào)整VAO使其對(duì)準(zhǔn)受檢眼，待屏幕上出現(xiàn)的Hartmann-Shack圖像各點(diǎn)均清晰可見、角膜反射最小化時(shí)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量3次后屏幕顯示客觀驗(yàn)光的平均值。

1.2.3

VAO主覺驗(yàn)光在VAO客觀驗(yàn)光基礎(chǔ)上進(jìn)行主覺驗(yàn)光：(1)降低客觀屈光度至視力為0.8；(2)JCC散光軸向確定；(3)JCC散光度數(shù)確定；(4)確定視力。VAO主覺驗(yàn)光不行霧視和紅綠測(cè)試。測(cè)量矯正視力時(shí)采用鼓勵(lì)猜測(cè)的方式，每行有5個(gè)視標(biāo)，判斷3個(gè)及以上視標(biāo)正確即記為該行對(duì)應(yīng)的視力。主覺驗(yàn)光遵循最正度數(shù)之最佳視力的驗(yàn)光原則。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件(美國(guó)IBM公司)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。本研究中各計(jì)量資料經(jīng)Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)證實(shí)符合正態(tài)分布，以表示。2種主客觀驗(yàn)光方法測(cè)得的球鏡度、柱鏡度、J和J差異比較采用配對(duì)

檢驗(yàn)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient，ICC)和Bland-Altman分析對(duì)2種主客觀驗(yàn)光方法測(cè)量球鏡度、柱鏡度、J和J的一致性進(jìn)行評(píng)估，其中ICC<0.5提示一致性差，0.5≤ICC≤0.75提示一致性中等，0.750.9提示一致性極好。采用雙尾檢驗(yàn)，

<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 VAO與電腦驗(yàn)光儀及綜合驗(yàn)光儀驗(yàn)光值比較

睫狀肌麻痹狀態(tài)下，VAO客觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度比電腦驗(yàn)光儀更偏負(fù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(

=15.09，

<0.01)，且平均差異大于0.50 D。VAO與電腦驗(yàn)光儀客觀驗(yàn)光測(cè)得的柱鏡度、J和J比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(

=0.39、0.59、0.63)(表1)。睫狀肌麻痹狀態(tài)下，VAO與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度和J比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(

=0.41、0.18)；VAO與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光測(cè)得的柱鏡度和J比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均

<0.01)，但差異明顯小于0.50 D，不具有臨床意義(表2)。

表1 VAO與電腦驗(yàn)光儀客觀驗(yàn)光結(jié)果比較(x±s,D)Table 1 Comparison of objective refraction results betweenVAO and autorefractor (x±s,D)驗(yàn)光儀眼數(shù)球鏡度柱鏡度J0J45VAO31-3.86±1.35-0.77±0.59-0.27±0.370.04±0.16電腦驗(yàn)光儀31-3.16±1.40-0.69±0.59-0.25±0.370.03±0.12 t 值15.090.880.55-0.49 P 值<0.010.390.590.63 注:(配對(duì) t 檢驗(yàn)) VAO:自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬儀;J0:Jackson交叉柱鏡的屈光力在90°與180°方向的分量;J45:Jackson交叉柱鏡的屈光力在45°與135°方向的分量 Note:(Paired t-test) VAO:adaptive optics visual simulator;J0:Jackson cross-cylinder power at axis 90° and 180°;J45:Jackson cross-cylinder power at axis 45° and 135°

表2 VAO與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光結(jié)果比較(x±s,D)Table 2 Comparison of subjective refraction results betweenVAO and phoropter (x±s,D)驗(yàn)光儀眼數(shù)球鏡度柱鏡度J0J45VAO31-3.49±1.23-0.61±0.42-0.22±0.27-0.04±0.13綜合驗(yàn)光儀31-3.54±1.40-0.37±0.39-0.12±0.220.00±0.11 t 值-0.854.604.141.39 P 值0.41<0.01<0.010.18 注:(配對(duì) t 檢驗(yàn)) VAO:自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬儀;J0:Jackson交叉柱鏡的屈光力在90°與180°方向的分量;J45:Jackson交叉柱鏡的屈光力在45°與135°方向的分量 Note:(Paired t-test) VAO:adaptive optics visual simulator;J0:Jackson cross-cylinder power at axis 90° and 180°;J45:Jackson cross-cylinder power at axis 45° and 135°

2.2 VAO與電腦驗(yàn)光儀及綜合驗(yàn)光儀屈光度測(cè)量一致性

Bland-Altman分析圖顯示，VAO與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度差異均數(shù)接近0，且僅有1/31的點(diǎn)在95%一致性界限外，說明VAO與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光測(cè)量球鏡度的一致性較好。VAO與電腦驗(yàn)光儀客觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度差值均數(shù)為-0.70 D，差異有臨床意義，1/31的點(diǎn)在95%一致性界限外，說明VAO客觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度較電腦驗(yàn)光儀更偏向近視方向(圖1A，E)。

VAO與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光測(cè)得的柱鏡度、J和J分別有0/31、2/31、2/31的點(diǎn)在95%一致性界限外，VAO與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光測(cè)量柱鏡度、J和J差值均值分別為-0.23、-0.10和-0.04 D，其絕對(duì)值均小于0.50 D，說明2種方法主覺驗(yàn)光測(cè)得的柱鏡度、J和J一致性較好(圖1B～D)。VAO與電腦驗(yàn)光儀客觀驗(yàn)光測(cè)得的柱鏡度、J和J分別有2/31、3/31、1/31的點(diǎn)在95%一致性界限外，說明2種方法客觀驗(yàn)光測(cè)得柱鏡度、J、J的一致性較好(圖1F～H)。

圖1 VAO與綜合驗(yàn)光儀、電腦驗(yàn)光儀驗(yàn)光結(jié)果Bland-Altman圖 A～D：VAO與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光結(jié)果Bland-Altman圖 E～H：VAO與電腦驗(yàn)光儀客觀驗(yàn)光結(jié)果Bland-Altman圖 VAO：自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬儀；J0：Jackson交叉柱鏡的屈光力在90°與180°方向的分量；J45：Jackson交叉柱鏡的屈光力在45°與135°方向的分量Figure 1 Bland-Altman plots for the comparison of refraction values measured by VAO,phoropter and autorefractor A-D：Bland-Altman plots for the comparison of subjective refraction values between VAO and phoropter E-H：Bland-Altman plots for the comparison of objective refraction values between VAO and autorefractor VAO：adaptive optics visual simulator；J0：Jackson cross-cylinder power at axis 90° and 180°；J45：Jackson cross-cylinder power at axis 45° and 135°

2.3 不同儀器測(cè)得客觀驗(yàn)光值與綜合驗(yàn)光儀測(cè)得主覺驗(yàn)光值差值比較

VAO和電腦驗(yàn)光儀測(cè)得的客觀驗(yàn)光與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度、柱鏡度、J和J差值均數(shù)的絕對(duì)值均小于0.50 D，說明睫狀肌麻痹狀態(tài)下2種客觀驗(yàn)光方法均有較高的準(zhǔn)確性。2種儀器客觀驗(yàn)光值與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光值的差值比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均

>0.05)(表3)。

表3 不同儀器客觀驗(yàn)光值與綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光值差值的比較(x±s,D)Table 3 Comparison of the differences in examinationparameters between two objective refractions andphoropter subjective refraction (x±s,D)驗(yàn)光儀與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光各值差值球鏡度柱鏡度J0J45VAO-0.32±0.24-0.39±0.44-0.16±0.270.03±0.17電腦驗(yàn)光儀0.38±0.20-0.32±0.34-0.13±0.210.02±0.09 t 值0.910.88-0.550.49 P 值0.370.390.590.63 注:(配對(duì) t 檢驗(yàn)) VAO:視覺自適應(yīng)光學(xué)視覺模擬儀;J0:Jackson交叉柱鏡的屈光力在90°與180°方向的分量;J45:Jackson交叉柱鏡的屈光力在45°與135°方向的分量 Note:(Paired t-test) VAO:adaptive optics visual simulator;J0:Jackson cross-cylinder power at axis 90° and 180°;J45:Jackson cross-cylinder power at axis 45° and 135°

3 討論

兒童和青少年睫狀肌調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，且年齡越小調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。研究表明，7～18歲學(xué)齡期兒童和青少年非睫狀肌麻痹下與睫狀肌麻痹下驗(yàn)光度數(shù)相差較大，且更偏向于負(fù)值。Morgan等提出睫狀肌麻痹驗(yàn)光是測(cè)量屈光度的金標(biāo)準(zhǔn)，可以排除調(diào)節(jié)對(duì)驗(yàn)光的影響。

本研究采用新型眼科設(shè)備VAO測(cè)量睫狀肌麻痹下的屈光狀態(tài)，并與傳統(tǒng)驗(yàn)光結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示VAO客觀驗(yàn)光測(cè)量球鏡度較電腦驗(yàn)光儀測(cè)量值偏近視方向，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；VAO主覺驗(yàn)光與綜合驗(yàn)光儀測(cè)得的球鏡度、柱鏡度、J和J差值均較小，在臨床可接受的范圍內(nèi)。Hervella等比較了VAO與傳統(tǒng)插片主覺驗(yàn)光屈光度的一致性，發(fā)現(xiàn)2種方法測(cè)量等效球鏡度、J和J的ICC均大于0.94，平均差異均接近于0 D，說明VAO與傳統(tǒng)插片主覺驗(yàn)光屈光度的一致性極好。在本研究中，2種主覺驗(yàn)光方法測(cè)量球鏡度的ICC為0.97，一致性極好，J的ICC為0.84，一致性良好，J一致性存在差異的原因可能是本研究的樣本量較小并且J值相對(duì)較小，較小的變化即可引起數(shù)據(jù)分布散亂，導(dǎo)致ICC降低。2種主覺驗(yàn)光方法與2種客觀驗(yàn)光方法得出的J測(cè)量值也存在類似的情況，J測(cè)量值更小，故在樣本量較小的情況下易導(dǎo)致數(shù)據(jù)分布散亂，ICC值很低。

林政樺等研究發(fā)現(xiàn)，10～19歲受檢者在非睫狀肌麻痹狀態(tài)下，VAO客觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度比電腦驗(yàn)光儀更偏近視方向；VAO主覺驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度與綜合驗(yàn)光儀差值無臨床意義，與本研究結(jié)果一致；2種方法主客觀驗(yàn)光測(cè)得J和J的差值均較小，無臨床意義。然而，本研究中不同客觀驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度差值絕對(duì)值較林政樺等偏大，而不同主覺驗(yàn)光測(cè)得的球鏡度差值卻優(yōu)于林政樺等的結(jié)果，這可能與使用的電腦驗(yàn)光儀型號(hào)不同、本研究主覺驗(yàn)光時(shí)鼓勵(lì)受試者辨認(rèn)視標(biāo)方向、睫狀肌麻痹后基于像差原理客觀驗(yàn)光的VAO屈光測(cè)量受瞳孔散大影響等因素有關(guān)。近來，Tabernero等研究發(fā)現(xiàn)，非睫狀肌麻痹狀態(tài)下，VAO主覺驗(yàn)光結(jié)果與傳統(tǒng)插片主覺驗(yàn)光結(jié)果一致性強(qiáng)，并且在健康受檢者中的驗(yàn)光一致性較在患有眼部疾病的受檢者中高；但是VAO主覺驗(yàn)光結(jié)果與傳統(tǒng)插片驗(yàn)光結(jié)果仍存在一些差異，即VAO主覺驗(yàn)光結(jié)果更偏近視方向，因此建議二者不能互用。本研究中發(fā)現(xiàn)，綜合驗(yàn)光儀主覺驗(yàn)光結(jié)果與VAO主覺驗(yàn)光結(jié)果的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其可能是因?yàn)榫C合驗(yàn)光儀和VAO都是在眼前放置檢查儀器，儀器誘發(fā)的近感知性調(diào)節(jié)相似。

為了進(jìn)一步證實(shí)VAO驗(yàn)光的臨床可行性，本研究進(jìn)行了以下完善：(1)使用睫狀肌麻痹劑正常狀態(tài)下，眼存在調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)導(dǎo)致測(cè)得的屈光度較實(shí)際值更偏近視方向，睫狀肌麻痹可幫助放松調(diào)節(jié)，使驗(yàn)光結(jié)果更加準(zhǔn)確；(2)比較主客觀驗(yàn)光的誤差雖然VAO客觀驗(yàn)光與電腦驗(yàn)光儀測(cè)得的球鏡度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是綜合驗(yàn)光儀測(cè)得的球鏡度值處于這2種方法測(cè)得的球鏡度值之間，并且這2種方法各驗(yàn)光值與綜合驗(yàn)光儀主觀驗(yàn)光的差值均較小，且差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明VAO和電腦驗(yàn)光儀均能提供可靠且較準(zhǔn)確的客觀驗(yàn)光度數(shù)。本研究亦存在一些不足之處，如未能對(duì)驗(yàn)光時(shí)間進(jìn)行記錄且樣本量較小，未能對(duì)受檢者進(jìn)行屈光度分層以檢驗(yàn)不同屈光度范圍內(nèi)各驗(yàn)光方法的一致性。

自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)可以全部或部分矯正人眼像差，甚至誘導(dǎo)某特定像差。VAO是一款結(jié)合Hartmann-Shack波前傳感器和自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的儀器，其能夠測(cè)量、矯正和模擬眼在特定光學(xué)條件下的像差、測(cè)量主覺屈光度數(shù)和部分視功能相關(guān)信息。最早在1997年，便有研究者采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)矯正人眼低階像差(離焦和散光)和高階像差，并且首次在活體狀態(tài)下獲得了低階像差矯正無法達(dá)到的“超視力(supernormal vision)”。有研究指出由于神經(jīng)適應(yīng)，矯正高階像差后視力并無明顯提升；但是除高階像差外，人眼達(dá)到“超視力”還受衍射等其他因素的影響。因此后續(xù)研究需要在排除衍射和其他影響因素后探討矯正高階像差是否有達(dá)到“超視力”的可能。

綜上所述，本研究采用睫狀肌麻痹排除了調(diào)節(jié)對(duì)屈光度測(cè)量的影響，并進(jìn)行了主客觀驗(yàn)光誤差的比較，發(fā)現(xiàn)新型儀器VAO驗(yàn)光與傳統(tǒng)驗(yàn)光臨床差異較小，進(jìn)一步證實(shí)了這種利用像差原理的新型驗(yàn)光方法與傳統(tǒng)驗(yàn)光的一致性較好，VAO驗(yàn)光具有較好的臨床應(yīng)用前景。

利益沖突

所有作者均聲明不存在任何利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明

周桂梅：直接參與試驗(yàn)研究、采集數(shù)據(jù)、分析和解釋數(shù)據(jù)、文章撰寫；譚青青：參與設(shè)計(jì)試驗(yàn)、對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容作批評(píng)性審閱、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；廖萱：參與設(shè)計(jì)試驗(yàn)、對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容作批評(píng)性審閱、技術(shù)指導(dǎo)；錢玖林：直接參與試驗(yàn)研究、采集數(shù)據(jù)；蘭長(zhǎng)駿：參與設(shè)計(jì)試驗(yàn)、對(duì)文章中知識(shí)性內(nèi)容作批評(píng)性審閱、獲取研究經(jīng)費(fèi)

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