小血管炎

上海视光学苑


(本研究已被OptometryVisionScience杂志接收,近期见刊。非作者本人及学苑平台授权,请勿擅自引用,转载请注明出处!)

大家好,医院的陈志,我从硕士开始到现在一直从事青少年近视防控和角膜塑形镜的研究,至今已有8年了。不管走到哪里,总会有人和我讨论,或在他们的汇报中提到,“一些人在配戴角膜塑形镜后眼轴变短了,我不知道怎么解释——是测量误差,还是眼球真的变小了?”

实际上,角膜塑形后眼轴变短已经不是个案报道。在一些被广泛引用的文献中,如果仔细看他们的数据,会发现总有那么几个被试者,即使配戴了2年以上的角膜塑形镜,眼轴仍然没有增长甚至减少。图中空心圆代表角膜塑形镜组的2年眼轴增长,会发现有3个被试者为负值(红框所指),意味着眼轴缩短,最短的竟然缩短近0.3mm,即μm!而实心圆代表的单光镜组未见眼轴缩短的现象。

再来看另一个研究。这张图原本是用来描述角膜塑形后玻璃体腔长度的变化与基线屈光度之间的关系,仔细看数据可以发现,有相当一部分被试者的玻璃体腔长度在2年随访时变短了,这说明角膜塑形术影响了眼后段的结构,与我们之前“角膜塑形术只作用于眼前节”的认识大相径庭。

的确,在配戴角膜塑形镜后的短期内就会出现中央光学区上皮厚度变薄,幅度在15-25μm(微米)之间。但我们前面提到过,角膜塑形术对眼轴长度的影响动辄上百微米,不能完全用上皮变薄的现象解释,光学测量也没有这么大并且一直存在的误差;同时,有研究证实角膜塑形术对角膜后表面、前房深度的影响很小(如果有的话),表明角膜没有被“压弯”,而仅仅是前表面的改变。结合玻璃体腔长度缩短的发现,我们不难提出这样的研究假设:角膜塑形术对眼底结构产生影响,并使测量到的眼轴长度变短。

我们都知道眼轴长度是从角膜前表面测量到视网膜,但是测量到视网膜哪一层呢?我们可以从高频A超的波形中认出角膜、晶体前后表面和眼底各层结构。把绿框中的眼后节波形放大,可以得到下面这张图。

从左到右分别是玻璃体/视网膜交界、RPE脉络膜复合层、巩膜前表面和巩膜后表面。平时我们很少注意A超和以IOL-Master为代表的光学方法测量眼轴长度的差别。A超是超声,遇到回声不一样的界面就反射,因此玻璃体/视网膜交界面是用A超测量眼轴长度的终点。光则不同,可以从透明的视网膜神经上皮层穿透,直到遇到色素致密的视网膜色素上皮层才反射,因此RPE层是IOL-Master测量的终点。两者的差异正是黄斑区视网膜神经上皮层的厚度,约μm。因此,如果对同一患者用两种方法测量,A超显示的眼轴长度总是比IOL-Master短0.2mm左右,如果再用眼轴长度预测人工晶体度数,那么两者也是相差0.5D左右。但是不管哪种测量方法,都受到其后的脉络膜厚度影响。脉络膜是全身血管最丰富的组织,负责供给视网膜外层的营养,吸收视网膜因光照产生的热能,降低局部温度,运输代谢产物,缓冲视网膜震荡,还有各种免疫功能,是眼内极其重要的组织。脉络膜变厚的可能性大吗?

可能性非常大。在动物实验中,如果给近视眼动物模型,比如鸡、豚鼠、树鼩、猴配戴不同光学离焦的镜片,可以快速诱导脉络膜厚度发生改变。比如给鸡配戴负镜造成远视性离焦,它的脉络膜会在24小时内明显变薄;相反,配戴正镜造成的近视性离焦可以使脉络膜厚度短时间内变厚,幅度可达μm!左下的两幅图可以对比两种光学离焦环境中脉络膜厚度的差别,右图显示随着正透镜度数增加,视网膜+脉络膜厚度亦增加,+15D时达到正常的一倍。

角膜塑形镜有其特殊的光学离焦效应,它是否会对配戴者的脉络膜厚度产生影响,并进而影响眼轴长度?这是我们设计本研究的目的。

这是一项看似简单、实为对被试者选择、样本量计算、测量重复性、数据分析、统计方法各方面要求极高的研究。

这张幻灯中显示了本研究的样本量、入选被试者年龄、屈光度,从未配戴过任何角膜接触镜,3月内未用过任何控制近视的药物,如阿托品。使用5弧反几何设计的角膜塑形镜作为干预组,单光镜组作为对照组,两组样本量分别是41和38,仅右眼数据纳入统计分析。塑形镜的参数为常规球面镜,无小直径镜片,无toric镜片。在配戴镜片前分别用NIDEK频域OCT测量脉络膜厚度,IOL-Master测量眼轴,配戴镜片后的1周和3周重新测量两项参数。OCT是光学相干断层扫描(opticalcoherencetomography)的缩写,是近年来发展出的分辨率最高的活体眼非接触式光学测量仪,尤以频域OCT为最新,纵向分辨率可达5-7μm。NIDEKOCT使用的红外光具有良好的视网膜穿透功能,可以用于测量脉络膜厚度,并有优化的软件支持厚度分析,因此成为本研究的首选。

OCT扫描以黄斑中心凹为圆心,15o为间隔,放射状扫描。RPE层由软件自动辨认产生,脉络膜后表面由同一技术员手动添加一系列散点后用平滑连线勾勒,等所有象限的脉络膜厚度都分析完成后以ETDRS(早期糖尿病视网膜病变研究)的方法展现不同区域的脉络膜厚度均值。各区域的直径范围如图所示。由于本研究是塑形后脉络膜厚度的初步观察,用软件自带的ETDRS分区功能可以节省大量时间,同时起到区域性观察的目的。

下面来看研究结果。图中的X轴代表不同的后极部位置,从左到右分别是颞侧、上方、黄斑区、下方、鼻侧;Y轴代表脉络膜厚度,以μm为单位。圆点连接的实线代表配戴塑形镜前的脉络膜厚度,可以看到脉络膜厚度在后极部分布是很不均匀的,以颞侧最厚,鼻侧最薄(尤其是靠近视乳头的区域,视神经进入眼球的位置),上方和下方差别不大,平均μm左右。配戴塑形镜1周后,所有象限的脉络膜均增厚,但幅度没有统计学意义。3周后,脉络膜厚度继续增加,在除鼻侧外的其它区域差异有统计学意义。

再来看塑形后的眼轴长度变化,向上表示变长,向下表示缩短。WOW!多于一半的被试者眼轴缩短了,数例达到μm,这说明塑形后眼轴缩短绝对不是巧合,而是非常普遍的现象。

接下来我们要看看脉络膜厚度改变是否可以解释眼轴长度的变化,因此将塑形前后脉络膜厚度差值与眼轴长度差值做相关分析,发现两者显著相关,脉络膜增厚越多,眼轴长度减少越多,证明脉络膜厚度确实影响了眼轴长度测量。其中蓝色箭头所指的被试眼第3周时黄斑区脉络膜增厚μm,眼轴缩短0.1mm,两者非常接近。

这是刚才这位被试者的脉络膜OCT图像,可以看到戴镜后脉络膜明显增厚。

前后的数值比较也显示出在所有象限的脉络膜增厚趋势。其中左上为戴镜前,右上为戴镜后,下图中黄色为戴镜前,蓝色为戴镜后。

与塑形镜组相比,持续配戴单光框架镜片对所有象限的脉络膜厚度均没有显著影响。

有趣的是,单光镜组也有眼轴变短的病例,但比例明显小于塑形镜组,而且幅度也明显更小。是什么原因造成这个现象呢?

可以看到(大图),并非只有塑形镜组有脉络膜增厚的现象,单光镜组也有,但该组内脉络膜厚度变化及眼轴长度变化更像随机分布,有长有短有厚有薄,不像塑形镜组脉络膜增厚的“一边倒”趋势(小图所示,用于对比)。将单光镜组的脉络膜厚度变化和眼轴长度变化做相关分析,发现两者也是显著相关的。这说明脉络膜厚度对眼轴长度测量值是存在普遍影响的,不管是戴塑形镜,还是单光框架镜。

本研究中,我们发现角膜塑形组眼轴长度变短的比例为54%,明显高于对照组的29%。该发现的意义在哪里?我们知道,在不停戴塑形镜的前提下评估近视进展最常用的方法是观察眼轴变化,1mm的眼轴增长约等于2.5D的近视进展。但如果被评估的患者因为脉络膜增厚造成的眼轴缩短,抵消了其真实的由于眼球发育造成的眼轴增长,就会导致医生高估塑形镜的近视控制效果。比如在我们很熟悉的香港理工大学PaulineCho教授团队的LORIC研究中(左图),展示了塑形镜组和对照组在不同时间点的眼轴增长。一个非常有意思的细节是在6个月随访的时候塑形镜组平均眼轴增长0.03mm,但均值的标准差却达到0.13mm,可见相当一部分被试者在戴镜的前6个月中眼轴缩短了,因此和对照组产生了0.21mm的均值差,看上去控制近视效果非常好。但0.21mm的均值差没有随着时间继续扩大,而是保持到2年研究结束,因此可以认为在该研究中几乎所有的“近视控制效果”都来自于短期配戴角膜塑形镜后的眼轴缩短效应,而后者又非常可能源于脉络膜增厚效应。因此,研究角膜塑形术控制近视进展是否都应在研究结束后停戴一段时间,比如1月,等角膜形态、脉络膜厚度恢复正常后再测量屈光度,以屈光度为标准评估近视控制效果会更合理一些?值得大家去探讨。

为什么配戴角膜塑形镜会使脉络膜增厚?目前机制尚未阐明,但借鉴于动物实验,角膜塑形镜的特殊光学离焦效应是最可能的原因。近视眼由于眼轴过长,后极部眼球呈长椭圆形(prolate),用单光框架镜虽能全矫中心屈光度,却难以矫正周边视网膜离焦,使光线会聚于视网膜后呈现远视性离焦。角膜塑形术改变了角膜曲率,造成角膜中央屈光力低、中周部屈光力高的状态,在矫正中心屈光度的同时周边视网膜处于相对近视性离焦,而近视性离焦是动物实验中最有效的诱导脉络膜增厚的光学干预方法,因此角膜塑形镜对视网膜离焦的作用最可能是它脉络膜增厚效应的起源,但这种因果关系还未得到证实。右图中实心方形连接的曲线代表配戴塑形镜前的周边视网膜离焦状态,呈相对周边远视性离焦。空心圆形连接的曲线显示配戴塑形镜后周边离焦呈近视性漂移,周边离焦相对中心呈相对近视性离焦。可以参考我年、年的两篇文章,和我年ARVO会议的自由发言。

既然角膜塑形术使脉络膜增厚的作用可能源自其周边离焦效应,那么为什么单光镜没有诱导周边近视性离焦的作用,却也有部分被试者脉络膜增厚、眼轴缩短?已有不少针对脉络膜厚度日常生物节律的研究发现,脉络膜厚度在凌晨达到峰值,在傍晚位于最低,其波动幅度大约20μm。为了最大程度的避免该生物节律对本研究测量值的影响,我们所有的测量均在上午9-11点之间完成。但尽管如此,仍然不能避免由于其他生理因素比如心率、血压、激素水平的波动导致脉络膜厚度变化。但有一点是肯定的,每一次脉络膜厚度变化都会影响眼轴测量值,这是我们今后测量眼轴长度时要考虑的因素。

配戴角膜塑形镜后脉络膜增厚的科学意义在哪里?我们知道,在动物模型中,一系列的实验干预方法可以使脉络膜变薄,比如形觉剥夺、远视性离焦,还有某些神经递质比如多巴胺、一氧化氮、乙酰胆碱的拮抗剂,在这些实验环境中,脉络膜变薄是首先出现的现象,伴随的长期改变是眼轴的加速增长。与以上干预方法相反的实验条件,比如去形觉剥夺、近视性离焦、这些神经递质的激动剂,都可以使脉络膜增厚,远期伴有眼轴增长的减缓。这些现象都指向同一个结论,即脉络膜厚度变化与眼轴增长速度相偶联。由此看来,脉络膜不仅有随光学离焦改变厚度的能力,更起到双向调节眼球发育的作用。角膜塑形镜是否通过诱导周边近视性离焦使脉络膜增厚,随后传递抑制信号到巩膜抑制其重塑,从而减缓眼轴增长,是值得进一步深入探讨的课题。谢谢大家!

讨论问答

读而思、思而问、问而学!上海视光学苑,为您送上值得学习的问答对话!

杨晓

相当精彩的课程,学习了~~因为对脉络膜的研究不了解,所以有几个问题提出,可能问题会比较浅,请海涵。

1.OCT脉络膜测量的重复性如何?儿童的重复性呢?如果儿童的重复性不佳,因为研究是短期的结果,其实不涉及到近视增长的问题,是否可以用一组成人数据来测量?

2.结果呈现了两组各自配戴前后的差别,并未呈现对照组和试验组的直接对比,是否可提供两组各个指标的统计对比结果?

3.如果AL的减少是因为脉络膜的增厚,是否有考虑用IOLmaster的AL+OCT的脉络膜厚度总和作为眼轴的校正结果,可做配戴前后的对比,也可做两组间的对比,看看结果如何?

4.在机理方面的解释,如果基于本文研究的结论,关于以往离焦与脉络膜厚度的研究中,出现远视性离焦----脉络膜变薄----眼轴增长的结果,此类研究中眼轴测量方法是哪种呢?如果是IOLmaster测量,是否也存在脉络膜变薄,导致眼轴看起来变长了?所以也并不代表眼轴真正增长?

当然也可能存在用负镜诱导远视性离焦,导致调节增加,睫状肌的收缩,导致脉络膜变薄?而正镜导致的近视性离焦则相反?

朱剑锋

还有个问题,既然ok镜是周边离焦,那脉络膜增厚应该是黄斑区的周边更厚然后才是黄斑中心凹。我们观察到ok镜和框架的眼轴增长差距2年内平均达到0.35mm,那就算脉络膜改变全部都是um,那差距也就缩小到0.25mm,何况平均脉络膜改变还没那么大。我们发现随着年龄的增长和屈光度的改变,脉络膜厚度也会变化,年龄比较复杂,有的说增长有的说下降,但屈光基本是近视增长脉络膜厚度下降,但近视眼轴增长速度要远远高于脉络膜变薄的速度,其实本人对周边离焦理论解释近视一直不是特别相信,我的依据是进化不会发展出对某些区域是一个机制对另外去区域是相反机制的一种反馈机制。

黄永祺

脉络膜厚度的变化会不会和眼轴(巩膜的变化)的变化有显著相关性?另外巩膜变化引起的眼轴变化也会导致脉络膜变薄。

金迦力

支持统一机制这个说法

朱剑锋

姜俭

近视目前来看,用一个统一的机制,估计很难解释得了啊

吴江秀

这个研究最主要的还是对测量的眼轴刷新了认识,既然测量基准线发生了改变,那么要获得真正的眼轴数据就没那么容易了,就像杨晓老师说的,是不是需要做个矫正?戴ok镜后眼轴缩短的情况可能不一定能完全用脉络膜增厚来解释,我们观察到的眼轴缩短,最明显的都+um,人的脉络膜能有这么大改变吗?软件判断分界线再计算厚度也不一定完全合适吧,软件辨别还是被动了一点。不过OCT测量我没操作过,说的不一定对(汗)。

朱剑锋

脉络膜厚度的可重复性确实需要注意,不同体位,运动或者静止,还有昼夜节律都会有一定影响。

于青

一大早就被大家犀利的问题刷屏,都是好问题哎(拍手)。脉络膜增厚的话题一打开,能做的研究一下多起来了,陈博这里开了头,估计后续肯定会有继续,不过也很想听到他的解释,尤其是杨晓老师的几个疑问,坐等问题深入!

1.脉络膜厚度测量的repeatibility和reproducibility对于同一台OCT机器都很好,但在我的阅读范围内,目前没有一台OCT是自动辨识脉络膜后表面的,都需要手工勾勒,这一定有机率引入人为误差。没有文献支持儿童和成人测量有可重复性的差别,选儿童做被试是因为动物实验中成年模型对光学离焦反应差,幼年动物更好;

2.干预组和对照组的所有数值匹配,在文章中必统计该项,讲课中没有指出;

3.将AL+ChT作为真实的眼轴长度是很有意思的想法,下一篇paper有了哈;

4.以往所有动物实验中的眼轴测量均受到脉络膜厚度影响,因此眼轴变短是家常便饭。在负透镜干预的早期,脉络膜会很快变薄,但如果远视性离焦持续存在,那么脉络膜厚度会逐渐恢复,取而代之的是累及巩膜的真实延长,这方面的文献车载斗量,以DebraNickla的脉络膜研究为代表,可以看她的review:Themultifunctionalchoroid.

5.周边近视性离焦是一种可能,调节等其它因素也是可能,关键我还没想出实验设计去证实它;

6.脉络膜厚度变化的幅度与解剖结构关系最密切,和矫正的屈光度及诱导的离焦程度关系不大,说明机制是多重的,需要更大样本的多元回归分析。

杨晓?

朱剑锋

上海市眼病防治中心?

于青—瑞视眼科上海?

陈志

讲者介绍

陈志博士

毕业于温州医学院眼视光学院本科

于复旦大医院完成硕士、博士研究,师从周行涛教授

-年赴美国加州大学伯克利分校完成博士生联合培养

现为复旦大医院住院医师

一直致力于青少年近视防控、角膜接触镜

尤其是角膜塑形镜的临床与研究工作

在该领域以第一作者发表文章8篇

第一次在公开场合解释角膜塑形术使眼轴缩短的现象

、连续两年全球特殊接触镜大会(GSLS)唯一被邀请作自由发言的亚洲学者

上海视光学苑专业团队原创精品

守得初心方得始终

图文:飞儿编辑:小美

欢迎







































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