白内障人群角膜散光流行病学调查及量化分析

曾敦征

现代的白内障手术已经从以前的仅仅以复明为目的迅速飞跃到改善患者屈光水平的高度，甚至以矫正患者术前原有的散光为目的。人眼的散光主要来源于角膜及晶状体。由于角膜前表面约占眼睛总屈光力的3/4，白内障摘除后（去除了晶状体源性散光）角膜散光成分愈加重要，并会明显影响术后视觉质量。本研究通过测定正常年龄相关性白内障术前患者角膜散光度数及轴向，来分析白内障人群角膜散光的分布规律，并依据Thibos等[1]提出球、柱镜进行矢量化模式来分析量化角膜散光随年龄变化趋势，了解角膜散光程度和轴位变化随年龄变化的趋势。希望通过本研究为白内障手术医生选择更合理矫正散光的策略，并为人工晶体制造商设计出更完美的晶状体提供有价值的信息，使更多患者术后达到长期满意的视觉质量。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2013年1月～2017年6月来本院行白内障超声乳化+人工晶状体植入术的住院患者，入选患者年龄16～98岁，平均年龄（72.2±11.3）岁，男1 373眼，女1 781眼；左1 607眼，右1 547眼。所有研究对象为确诊白内障患者，排除有角膜外伤及手术（lasik）病史；排除翼状胬肉、长期角膜接触镜配戴史及其它影响原始角膜散光状态的疾病。

1.2 方法

1.2.1 使用IOL MASTER（ZEISS德国IOL MASTER 500）测量患者术前角膜散光。由2个训练有素的技术人员，测量每只眼睛共三次，取平均值。并对散光状态进行分类。顺规散光（with the rule，WTR）：0°≤散光轴位≤30°或150°＜散光轴位≤180°；逆规散光（against the rule，ATR）：60°＜散光轴位≤120°；斜轴散光（Obilque）：30°＜散光轴位≤60°或120°＜散光轴位≤150°，见图1[2-3]。

图1 角膜散光轴向分类图Figure1 Corneal astigmatic axis classification

1.2.2 依据Thibos等[1]提出的理论，对球、柱镜进行矢量化，将S/C×α球柱镜形式的镜片分解为J45、J0两种成分。公式如下：

J0=-C/2cos2a（1）

J45=-C/2sin2a（2）

C是角膜散光屈光力值，a是散光轴位（以负柱镜表示），J是Jackson散光向量，J0值设定在顺规或逆规散光区域。正值为顺规，负值为逆规，J45值设定在斜轴散光区域。

1.2.3 角膜散光是由散光屈光度及其所在轴位组成；当角膜散光屈光度相同时，散光轴位在0+X度与180-X度的J0值相等（例如J0在15度与165度值相等），形成以轴位90度为中轴的镜面关系，为更好的统计分析角膜散光轴位值与年龄的相关性，轴位90度为中轴进行数据等效值转换并以Angle90标识。

1.3 统计学方法 使用SPSS 15.0统计软件处理，双变量（偏态分布）的相关性评估分析采用Spearman相关系数ρ,并用线性回归模型评估角膜散光与年龄之间的关联，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 角膜各散光度范围的所占比例及不同年龄段角膜散光分布情况 将散光度数分层（＜0.50，0.50～0.99 D，1.00～1.49 D，1.50～1.99 D，2.00～2.49 D，2.50～2.99 D，≥3.00 D），由图2可以看出，20.48%的患者术前角膜散光度数＜0.50 D，而44.15%患者≥1.00 D，所占比例较大，9.79%的患者＞2.00 D。同时也将年龄进行分层（≤40岁，41～50岁，51～60岁，61～70岁，71～80岁，81～90岁，＞90岁），结果发现在40～90岁的各年龄段大部分的患者散光度数分布相似，见图3～9。

图2 角膜散光以0.5为进阶各分层所占比例情况Figure2 Corneal astigmatism distribution in 0.5 D steps in the entire sample

图3 ≤40岁角膜散光分布Figure3 (≤40 years)Corneal astigmatism distribution

图4 41～50岁角膜散光分布Figure4 (41 to 50 years)corneal astigmatism distribution

2.2 散光轴向分布 随着年龄的增长，顺规散光所占比例越来越小（由41～50岁的69.14%减少为＞90岁的19.04%），而逆规散光所占比例越来越大（由17.28%递增到66.67%），而斜轴散光没有很明确的演变趋势。组间构成比R×C表的卡方检验显示差异有统计学意义（P=0.000），见图10。

2.3 相关性分析 角膜散光与年龄呈显著相关（ρ=-0.115，P=0.00），即角膜散光度数随着年龄的增长向逆归方向逐渐增大；角膜散光与性别没有明显的相关性（ρ=0.443，P=0.658），也与眼别没有相关性（ρ=0.005，P=0.778）。

图5 51～60岁角膜散光分布Figure5 (51 to 60 years)corneal astigmatism distribution

图6 61～70岁角膜散光分布Figure6 (61 to 70 years)corneal astigmatism distribution

图7 71～80岁角膜散光分布Figure7 (71 to 80 years)corneal astigmatism distribution

图8 81～90岁角膜散光分布Figure8 (81 to 90 years)corneal astigmatism distribution

图9 ＞90岁角膜散光分布Figure9 (＞90 years)coneal astigmatism distribution

2.4 角膜散光向量J0、J45与年龄的相关性 图11显示J0随年龄增长而呈现下降趋势。线性回归分析显示，J0值随着年龄的增长向逆规方向增加，且年龄每增加1年，右眼J0增加-0.014 D（95%CI，-0.016～-0.011，P=0.000），左眼J0增加-0.017 D（95%CI，-0.019～-0.014，P=0.000）。图 12 是J45随年龄增长分别在右眼、左眼的散点图及回归分析，结果提示两者之间没有相关性。

2.5 分析不同年龄段与角膜散光度数及其轴位之间的关系 图13显示角膜散光屈光力值和散光轴向随年龄增长而变化的情况。因低龄、高龄患者人数少，将患者＜50岁或＞85岁分别为一组，为了更好、更细致观察两者相关性，将年龄段区域缩为5岁，故将年龄段分层为：0～50岁录入0，51～55岁录入1，56～60岁录入2，61～65岁录入3，66～70岁录入4，71～75岁录入5，76～80岁录入6，81～85岁录入7，＞85岁录入8。图14是角膜散光轴位angle90（以90º为中轴的镜面折叠）随年龄增长分别在左、右眼的线形图，从图中提示角膜散光屈光度、散光轴位都随年龄增长向逆规方向偏移，但似乎散光轴位对角膜散光的逆规化贡献更大。用Spearman相关分析显示，散光轴位与年龄相关性（右眼ρ=0.248，P=0.000；左眼ρ=0.300，P=0.000）要比散光屈度与年龄相关性（右眼ρ=-0.151，P=0.000；左眼ρ=-0.081，P=0.001）更显著。

3 讨论

随着白内障手术的日臻完美，术后残留散光逐渐成为影响患者获得理想屈光状态的主要原因之一。目前，散光矫正已成为屈光性白内障手术的重要内容。矫正散光有很多种方法。传统矫正角膜散光的方法有：角膜切开[4]和楔形角膜切除术[5]，可是矫正的散光度数范围有限且不稳定[6]，容易受患者年龄、角膜切口位置及大小、角膜厚度等影响；激光手术：如准分子激光屈光性角膜切削术（PRK）、准分子激光原位角膜磨镶术（LASIK）[7]、准分子激光上皮下角膜磨镶术（LASEK）等，虽矫正角膜散光精度高、范围大，但破坏正常的角膜组织可产生相应的并发症，且费用较贵。目前越来越多的白内障医生使用复曲面人工晶状体植入（Toric）来中和角膜散光，为患者提供了一种安全、稳定、有效的矫正角膜散光的手术方式[8-9]，本研究对本院白内障患者术前角膜散光的分布规律进行了评估，初步量化角膜散光随年龄变化的趋势，并发现角膜散光中轴位随年龄的变化在角膜散光逆规化进程中的扮演了重要角色。我们可从以下方面进行分析讨论。

图10 角膜散光类型在不同年龄段的分布Figure10 Frequency distribution of the astigmatism axis in different age groups

图11 J0与年龄在双眼的分布关系Figure11 The J0 against age in two eyes注：右眼（n=1 547，ρ=-0.014，P=0.000）左眼（n=1 607，ρ=-0.017，P=0.000）

图12 J45与年龄在双眼的分布关系Figure12 The J45 against age in two eyes注：右眼（n=1 547，ρ=0.00，P=0.857）左眼（n=1607，ρ=0.00，P=0.158）

图13 角膜散光度数随年龄的变化关系Figure13 Degree of corneal astigmatism with age

图14 角膜散光轴位随年龄的变化趋势Figure14 Trend of axi along with the age

3.1 角膜散光的分布特征及影响因素

3.1.1 患者人群手术前角膜散光的分布 我们的研究中发现角膜散光度≥1.00 D的占44.15%，主要分布在1.0～1.49 D之间，9.79%的＞2.00，而≥1.50 D的占19.93%，＞3.00的占2.03%，与国外报道也相近。如：Attebo[10]调查了3 654例，49～97岁的正常人群发现，眼散光值≥0.75 D占37%，≥1.50 D占13%。Hoffer[11]报道，白内障患者中角膜散光或眼散光＞1.50 D患者约占15%～29%，＞3.00 D约占2%～3%，并且以ATR为主。同时研究中也发现41～50岁患者顺规者所占比例69.14%渐减少为＞90岁的19.04%，逆规者比例则由17.28%增长到66.67%。各年龄段之间的差异有统计学意义（P＜0.05）。这与Hayashi等[12]的研究结果一致。以上研究结果说明在老年性白内障患者中，术前角膜散光患病率高，且以轻度散光为主，年龄越大，逆规散光所占比例越大。这种变化的原因主要是由老年人的角膜组织结构大多存在老年性或退行性改变，眼球壁张力的改变，眼睑压迫、眼肌牵拉、眼内压等因素也会对角膜弯曲度有一定的影响，进而影响散光状态。

3.1.2 在相关性分析中，我们的研究发现散光度数与年龄存在着密切的关系，随着年龄增长，散光度数有增大的趋势，而且逆规散光所占比例逐渐增大，这与Attebo等[10]的结果吻合，本研究没有发现眼别、眼轴、性别与角膜散光相关关系。

3.2 量化模式研究角膜散光随年龄的变化 在本研究中,我们不仅评估了本院白内障患者术前角膜散光分布的层次和类型，且引入了Thibos等[1]提出对球、柱镜形式的矢量化分析理论，模拟量化角膜散光随年龄变化，通过线性回归分析J0（双眼平均）每十年下降大约0.15 D（P=0.000），与国外研究结果相近，如：Ferrer-Blasco等[13]的J0每十年平均减少约0.15 D（P＝0.001），也与Liu等[14]研究相近（在Liu等的研究中每十年减少0.16 D）；J45改变与年龄无关（P＝0.646）。Hayashi等[15]的最近的一项研究发现，即使白内障手术后依然存在角膜散光随年龄变化，与角膜正常的衰老过程相关，所以建议度数小的WTR散光，特别是年轻白内障患者,可以少量欠矫，因为从长远来看它可能中和散光逆规的变化的度数。但对于年轻患者ATR散光，应完全纠正，因为角膜散光的逆归化趋势使得ATR度数将逐年增加。在我们的研究中，图10结果提示WTR与ATR大约在65岁时所占比例大约相等，也就是说对于65岁以下的患者ATR应该得到充分纠正。在我们的线性回归分析中，年龄每增长1岁，J0向逆规方向增加0.015 D，根据方程（1），也就是说角膜散光每年在180度子午线方位增加0.030 D或在90度方位减少0.030 D，例如，一个剩余大约0.30 D在子午线90度方位的WTR，手术后十年就可能被角膜散光的逆规化中和。为此可以预测患者长远的散光度数值，然而这预测的可靠性，还需跟踪回访同一患病人群来纵向验证，来为临床提供更多的依据。

3.3 角膜散光轴位变化在角膜散光逆规化中的重要性 在我们的研究中发现角膜散光轴位的变化比散光度数值的变化对角膜散光随年龄逆规化中贡献更大，见图7～8，也就是说，可能在角膜散光的逆规变化中，散光轴位方向向逆规方向转向变化明显显著，而散光度数却无明显增加，手术不是一味增加植入Toric人工晶体的散光度数来达到患者术后更长久的理想视力，而更应该关注轴位随年龄的变化来制定手术方案，然而这一观点需要通过纵向跟踪回访某一患病人群来进一步验证。

总之，本研究对白内障患者术前角膜散光进行了描述性及量化分析，角膜散光≥1.00 D约占44.15%，这些眼散光将影响视网膜清晰成像[16]，并出现视觉模糊，虚影和眩光等症状[17]，因此这些白内障患者应该植入TORIC晶体改善视觉质量。因角膜散光随年龄逐渐向ATR漂移，所以我们建议在相对年轻的患者的ATR更应得到积极矫正。在研究中发现散光轴位逆规变化对整个角膜散光逆规变化的贡献显著，希望给白内障医生选择更合理矫正散光的策略提供有用信息。通过我们的研究也希望为Toric晶体的设计、生产、储备提供依据，设计出更完美的晶体，甚至术后可调节散光度及轴位的产品。

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