近视性角膜塑形术角膜形态与视觉质量动态变化研究

来源 :温州医学院 温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:epwangke96
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本研究分为两部分。   第一部分 自行搭建光学相干断层扫描仪重复性分析   目的:验证自行搭建的超高分辨率光学相干断层扫描仪(ultra-high resolution opticalcoherence tomography,UHR-OCT)探测角膜上皮层、角膜前弹力层厚度的重复性,验证自行搭建的超长扫描深度光学相干断层扫描仪(ultra-long scan depth optical coherencetomography,UL-OCT)探测角膜全层厚度的重复性。   方法:纳入20名被检者(6名男性、14名女性,平均年龄:26.3±1.3岁;年龄范围:23~27岁,平均近视等效球镜:-2.88±0.81 D)。每位被检者在晨起睁眼后4小时进行OCT角膜图像采集。只采集右眼图像。以UHR-OCT(轴向分辨率达3μm)进行角膜上皮层、前弹力层厚度测量;以UL-OCT(扫描深度达7.8mm)进行角膜全层厚度测量。UHR-OCT从水平中央、鼻侧、颞侧、垂直中央、上方及下方共6个方位进行角膜图像拍摄,UL-OCT从水平及垂直两个方向进行角膜图像拍摄,每个方位上均进行两次OCT图像采集,两次测量之间间隔5分钟,由同一操作者进行OCT图像拍摄采集。以半自动图像处理程序进行UHR-OCT角膜图像中角膜上皮层及前弹力层边界识别,经程序自动拟合曲线获得角膜上皮及前弹力层厚度数据;以自动探测程序进行UL-OCT所获得角膜图像的角膜前后表面边界自动识别及获取角膜全层厚度数据。将UHR-OCT获得各个方位上的角膜上皮层、前弹力层数据进一步分为10个小区,每一小区角膜弦长0.39mm,将角膜全层厚度数据进一步分为11个小区,每区为1mm,分别对同一方位上的两次测量值进行配对t检验、Pearson相关分析以及组内相关系数(intraclass correlationcoefficient,ICC)分析。对同一方位上的不同小区进行多因素方差分析比较小区间厚度分布差异。   结果:1.角膜上皮层厚度两次测量值配对t检验结果显示两次测量的平均差异在水平方向上:中央区为0.20±1.25μm,鼻侧、颞侧分别为0.32±1.82μm、0.04±1.94μm;在垂直方向上:中央区为0.37±1.81μm,上方、下方分别为0.08±1.77μm、0.16±1.83μm。各个方位角膜上皮层厚度两次测量配对t检验均没有统计学差异(P>0.05)。各个方位角膜上皮层厚度的两次测量之间均有相关关系(P<0.05,r值均高于0.7,介于0.71~0.88之间)。两次测量之间ICC值均高于0.8,介于0.80~0.91,P<0.05。角膜上皮分布上具有在水平方向中央较周边薄而在垂直方向中央较周边厚的特点。   2.角膜前弹力层厚度两次测量值配对t检验结果显示两次测量的平均差异在水平方向上:中央区为0.32±1.73μm,鼻侧、颞侧分别为0.11±1.79μm、0.35±1.74μm;在垂直方向上:中央区为0.15±1.82μm,上方、下方分别为0.15±1.23μm、0.27±1.44μm。各个方位角膜前弹力层厚度两次测量配对t检验均没有统计学差异(P>0.05)。角膜前弹力层厚度的两次测量之间均有相关关系(P<0.05,r值均高于0.76,介于0.77~0.88之间)。两次测量之间ICC值均高于0.8,介于0.81~0.88,P<0.05。角膜前弹力层在各个方位上的分布不具有区域性的差异。   3.角膜全层厚度两次测量值配对t检验结果显示两次测量的平均差异在水平方向上为0.80±5.31μm,在垂直方向上为1.61±8.74μm,水平及垂直方向角膜全层厚度两次测量配对t检验均没有统计学差异(P>0.05)。角膜全层厚度的两次测量之间高度相关(r值均高于0.9, P<0.05)。角膜全层厚度在水平及垂直方向上两次测量之间ICC值均高于0.99,P<0.05。角膜全层厚度在水平及垂直方向上均是中央较周边部位薄,具有区域间分布差异,P<0.05。   结论:本研究中所应用的自行搭建UHR-OCT对角膜上皮层及前弹力层厚度探测的重复性好,UL-OCT对大范围内的角膜全层厚度探测的重复性好。角膜上皮层及角膜全层厚度的分布具有区域性差异,角膜前弹力层厚度呈较均匀的分布状态。   第二部分 近视性角膜塑形术角膜形态与视觉质量动态变化研究   目的:1.探测角膜塑形术后角膜上皮层、前弹力层、角膜全层厚度与角膜前、后表面地形学动念变化;探讨角膜塑形术对角膜厚度、角膜地形学的区域性作用特点,探讨角膜塑形术角膜形态改变与近视矫正之间的关系。   2.动态观察角膜塑形术后角膜及全眼像差变化特点,探讨角膜塑形术后角膜形态改变与视觉质量变化之间的关系。   方法:1.经过严格筛查后共纳入36名被检者(8名男性和28名女性,平均年龄26.6±3.3岁,年龄范围:19~37岁),其中20人以UHR-OCT探测角膜上皮层及前弹力层厚度的变化,另外16人以UL-OCT探测角膜全层厚度的变化。所有被检者均双眼连续过夜配戴逆几何设计的角膜塑形镜30天。戴镜前进行基线参数采集,参数包括视力与屈光度检查、角膜地形检查、OCT检查,分别获得视力、屈光度、角膜上皮层厚度、角膜前弹力层厚度、角膜全层厚度、角膜曲率、矢高等数据,戴镜后第1,7,30天进行角膜塑形镜配适评估,并且于摘镜后2~4小时重复测量各项参数。角膜图像处理方法同第一部分。以重复测量方差分析进行各个参数统计分析,以Pearson相关分析进行屈光度改变与角膜形态改变的相关分析。   2.对进行UL-OCT测量的被检者以Pentacam系统进行测量获取角膜像差数据,以WASCA像差仪进行测量获取全眼像差数据,由仪器自带的数据处理程序导出角膜及全眼像差数据,以重复测量方差分析对角膜前表面、角膜后表面、总角膜及全眼像差数据中的垂直彗差、水平彗差、球差进行单项Zenik系数以及3阶、4阶与总高阶像差的均方根值进行统计分析。以Pearson相关分析进行角膜形态改变与像差变化的相关分析。   结果:1.一般参数:所有被检者在角膜塑形术后裸眼视力均有明显改善(P<0.05),近视性屈光度数降低(P<0.05),角膜前顶点曲率变平坦(P<0.05),角膜后顶点曲率在戴镜期间内没有发生显著性变化(P>0.05)。   2.角膜厚度:戴镜后,角膜上皮层在水平及垂直方向上的中央区均变薄(P<0.05).最大变薄量分别为14.3%及16.4%;鼻侧与颞侧中周区,呈增厚变化(P<0.05),最大增厚量达6.1%;在垂直方向上中周区角膜没有出现角膜上皮增厚变化(P>0.05),反而上方中周区出现变簿(P<0.05)。前弹力层厚度在各个测量时间点没有出现有统计学意义的变化。戴镜后,水平及垂直方向上,角膜中央区全层厚度均变薄(P<0.05),上方中周区角膜变薄(P>0.05),其余方向中间区角膜出现增厚变化(P<0.05),增厚量在水平方向上最大为1.8%,在垂直方向上,下方角膜中周区增厚达2.9%。相关分析结果显示角膜中央区上皮层厚度变薄与等效球镜变化成正相关。角膜水平与垂直方向上中央区全层厚度变薄量与等效球镜变化成中度正相关。r值介于0.3~0.4,所有P<0.05。   3.角膜曲率半径:戴镜7天后,角膜前表面中央4mm范围内曲率半径增大(P<0.05),角膜后表面中央区2mm范围内曲率半径增大(P<0.05)。角膜前、后表面曲率半径变化量与塑形术后等效球镜的变化成正相关,r值介于0.3~0.6,所有P<0.05。   4.角膜矢高: Pentacam测量结果显示,戴镜1天即出现角膜前表面顶点矢高下降(p<0.05),由此推算的预计屈光度改变值与实际测量的等效球镜之间成正相关(r值为0.53,P<0.05)。依据UL-OCT角膜厚度变化量计算的角膜矢高变化与实际测量矢高之间成正相关(r值为0.66,P<0.05),由角膜厚度推算所得的预计屈光度改变与实际等效球镜成正相关(r值为0.48,P<0.05)。   5.像差:角膜前表面及总角膜像差在戴镜1天后出现球差(Z12)、4阶(RMS4th)及总高阶像差均方根值(RMS HOA)显著性增加(P<0.05);戴镜7天,水平彗差(Z7)及3阶均方根值亦(RMS3rd)增加(P<0.05),同时角膜前表面及总角膜球差、4阶像差及总高阶像差均方根值均较戴镜1天显著性增加(P<0.05)。角膜后表面在戴镜7天出现水平彗差、球差增加(P<0.05),戴镜30天出现4阶像差及总高阶像差均方根值增加(P<0.05)。全眼像差在戴镜1天出现球差、4阶及总高阶像差均方根值均显著性增加(P<0.05),戴镜7天,3阶均方根值增加(P<0.05)。全眼高阶像差变化与与角膜前表面、后表面曲率半径变化中度相关。   结论:角膜塑形术对近视性屈光不正有很好的快速矫正效果。角膜上皮层及角膜全层在戴镜后,出现了在水平与垂直方向上不同的厚度变化特征。这种变化可能与眼睑压力、角膜组织变形能力以及镜片的微小偏位有关。角膜前弹力层在戴镜后没有发生变化提示其在角膜塑形的过程中可能不参与屈光矫正作用。角膜塑形术后,角膜前表面曲率半径变化具有区域性差异,角膜后表面曲率半径在中央部分区域变平坦,且与屈光度的改变有相关性。用Munnerlyns公式计算所得的预计屈光改变值与实际近视等效球镜改变之间成中度相关关系。角膜塑形术后的角膜及全眼像差均增大,且与角膜形态变化有相关性。角膜后表面随戴镜时间延长出现曲率半径及像差改变,提示角膜后表面在塑形过程中起到一定作用。  
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