角膜塑形镜停戴1 个月后角膜形态改变及上皮和基质重分布的观察研究

杨颖 周行涛 陈志 曾里 张哲 周佳奇

(1．南京中医药大学附属江苏省中医院眼科 南京 210029；2.复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科 上海 200031；3.卫生部近视眼重点实验室 上海 200031)

角膜塑形镜作为目前近视防控的有效措施之一，已得到越来越多的关注和研究[1]。尽管角膜塑形镜改变角膜生物力学和形态的具体机制不明，但是角膜组织重塑尤其是上皮的重新分布已受到广泛关注，也被越来越多的研究所证实。观察角膜上皮可通过共焦显微镜[2]、高频超声[3]、前节光学相干层析成像(optical coherence tomography, OCT)[4]等，其中前节OCT具有无创、快速、高分辨率等优点，为观察角膜塑形过程中上皮的变化情况提供了便利，同时其自带软件分析功能可以提供区域角膜厚度和上皮厚度数值的直观呈现[5]。很多学者利用前节OCT观察到角膜上皮在塑形镜配戴后发生重新分布，中央变薄，旁中央区变厚，同时伴有旁中央区基质增厚[6-8]。但是在角膜塑形恢复过程中的上皮和基质变化少有研究。本研究利用第4代傅里叶域光学相干层析成像(FD-OCT)观察停戴角膜塑形镜1个月后，角膜形态改变及上皮和基质重新分布情况。

1 资料与方法

1.1 资料 选取2021年7月~2021年8月在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院接触镜门诊因换镜等原因需要停戴角膜塑形镜的儿童近视患者20例(男6例、女14例)，平均年龄为(13.30±2.51)岁，平均等效球镜度数(-3.97± 0.75 )D，戴镜时间3~5年，取右眼纳入连续观察研究。入选标准：①年龄8~17岁；②近视度不超过-5.00 DS，顺规散光＜-1.50 DC;③OK镜配戴1年以上，治疗后稳定的裸眼视力可达1.0；④能按时随访检查。排除标准：硬性角膜接触镜(RGP)配戴史，有其他眼部疾病(包括圆锥角膜) 及全身疾病。所有患者及监护人均签署了知情同意书，本研究获得复旦大学附属眼耳鼻喉科医院医学伦理委员会的批准，并严格遵守《赫尔辛基宣言》。

1.2 方法

1.2.1 常规检查 所有患者在停戴当天和停戴后1个月行常规裸眼和矫正视力检查、主觉验光检查、裂隙灯检查眼前节及以及角膜地形图(E300, Medmont, 澳大利亚)检查。停戴当天检查在摘镜4 h内完成。所有患者配戴镜片类型为四区逆几何设计高透氧硬性角膜接触镜 (Boston EqualensⅡ, Euclid, 美国)。

1.2.2 FD-OCT扫描 第4代FD-OCT((RTVue100，Optovue公司，美国)每秒可进行26 000次A-scan、获取256~4 096帧图像，极大地缩短了成像时间，扫描光波长为(840±l0)nm，带宽170 nm，轴向分辨率可达3~5 μm，通过附加一个仪器自带的前节模块(Corneal Adaptor Module，CAM)和丰富的分析软件，不仅可以对所获二维图像进行定量测量，还可以进行三维重建，使得组织结构的观察更为细致全面。选择Pachymetry扫描模式，调整焦点使其聚焦于角膜顶点(或瞳孔中心)，当实时监控图像上能见到过角膜顶点的垂直闪光带时，按下手动控制杆顶端的按钮，即完成了一次扫描和自动测厚。所有OCT检查均由同一位操作熟练的眼科医师来完成，测量3次取平均值纳入后续统计分析。

在自动输出的厚度图上，直径6 mm的中央角膜被划分为三大区域：①中央2 mm区，即瞳孔中心对应的角膜顶点区域；②旁中央2~5 mm的内环区；③周边5~6 mm的外环区。以上2个环形区又按照鼻侧、颞侧、上方、下方、鼻上、颞上、鼻下、颞下各自平均分为8个扇形区，因此共分为17个区域，每个区域均有其角膜总体厚度和角膜上皮厚度数值的直观呈现(图1)。参考既往文献[8-10]，角膜总体厚度减去上皮厚度得出基质厚度。值得说明的是，这种方法得到的基质厚度并不是真实的基质厚度，但是上皮OCT无法精确界定角膜各层厚度，所以本文延用了既往的方法。

图1 停戴前后17分区上皮分布情况

1.2.3 塑形降度预测 运用Munnerlyn公式[11]t=S2×D/8(n-1)计算预测塑形降度，t用上皮OCT自动生成的Max-Min代入，S用Medmont角膜地形图切线差异图中0度子午线塑形区直径代入，n为角膜屈光指数1.377，将预测降度与实际降度进行比较。

1.3 统计学处理 采用SPSS 26软件进行统计学处理，计量资料经Shapiro-Wilk检验符合正态分布后，以表示，不符合正态分布则采用秩和检验。采用配对t检验比较停戴前和停戴1个月后角膜厚度及上皮基质厚度变化，采用两独立样本t检验比较预测度数与实际矫正度数，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 停戴前后常规检查 停戴前后等效球镜度数、视力和角膜曲率情况见表1。

表1 停戴前后常规检查

2.2 角膜形态改变及上皮重新分布情况 停戴前后角膜上皮区域分布见图1。停戴1个月后角膜中央厚度(t=-4.288，P＜0.001)、角膜最薄点厚度(t=-4.457，P＜0.001)、角膜中央2 mm上皮厚度(t=-4.807，P＜0.001)显著增厚，角膜厚度变化和上皮厚度显著相关(t=3.472，P=0.003；图2)，基质厚度无明显变化。旁中央区整体上皮厚度停戴前后差异无统计学意义，但颞上(t=-2.629，P=0.017)及颞侧(t=-2.428，P=0.025)上皮显著增厚；旁中央区整体基质(t=2.656，P=0.016)和角膜(t=18.027，P＜0.001)厚度变薄，尤以鼻下方和颞上方基质显著变薄(t=-3.237，P=0.004；t=8.539，P＜0.001)。周边区上皮变化差异无统计学意义，基质和角膜厚度明显变薄(t=2.635，P=0.016；t=3.435，P=0.003；表2)。

图2 停戴前后中央角膜和上皮厚度改变的线性相关散点图及回归方程

表2 停戴前后整体区域角膜组织厚度比较 单位：μm

2.3 预测降度与实际降度比较 预测塑形后降度显著低于实际降度，(2.80±0.54)Dvs(3.85±0.54)D，t=5.975，P＜0.001。

3 讨论

角膜塑形镜通过重塑角膜形态，可迅速让患者获得清晰的脱镜视力。中央上皮厚度变薄的机制首先是由Swarbrick等[12]在1998年提出的，并且得到了后续很多研究[13-14]的证实，但是其他区域上皮如何重新分布以及角膜基质的改变规律，仍然存在争议。有学者研究发现塑形镜配戴后中央上皮厚度变薄，并且中央基质厚度增厚[15]，但也有研究认为中央基质无明显变化[16]。Qian等[7]通过FD-OCT观察发现配戴角膜塑形镜14 d内角膜上皮最薄点位于旁中央颞侧和下方区域，最厚点位于周边上方和下方区域。Zhou等[17]认为配戴塑形镜后角膜陡轴和平轴上皮厚度改变不同，与角膜散光相关。Kim等[8]通过频域OCT观察到中央角膜厚度和旁中央角膜厚度变薄，周边角膜厚度增厚，旁中央基质厚度增厚。目前大多数研究是观察角膜塑形镜配戴过程中角膜形态及上皮分布情况，但是停戴过程少有观察。本研究正是利用最新一代FDOCT观察停戴过程中角膜形态及上皮重新分布情况，并且发现上皮和基质的重塑可逆。

本研究观察发现，与既往研究中配戴过程发生的改变相反，在停戴1个月后中央上皮厚度发生了显著增厚，并且与角膜厚度改变显著相关，而中央基质厚度无明显变化。与其他前期研究对照，上皮基本恢复到正常状态[7,18]。整体而言，旁中央上皮厚度和中央上皮厚度有增厚的趋势，但无统计学意义，其中旁中央颞上及颞侧上皮显著增厚。而旁中央区和周边部基质和角膜明显变薄，有显著改变的区域为鼻下方和颞上方基质。值得注意的是，在停戴后中周部基质和角膜发生明显变薄，而上皮仅部分区域增厚明显。因此，我们的研究结果关于中央上皮的变化规律和先前的大多数研究结果都是一致的，配戴过程中变薄，自然在停戴后就会增厚。停戴以后旁中央区颞上及颞侧上皮增厚明显，提示塑形镜配戴中鼻颞侧上皮的不对称分布。Lian等[19]发现配戴角膜塑形镜后水平径向鼻颞侧上皮变厚，而垂直径向上方上皮变薄，并认为这种不一致的区域变化与眼睑挤压及镜片偏心有关。塑形镜矫正的压平区约在中央3~4 mm，中周部的环曲弧区位于4~6 mm区域[8]，上皮地形图的2~5mm旁中央区既包含压平区，又包含环曲弧区，可能造成本研究中周部上皮整体改变不明显。既往研究表明中周部基质在配戴过程中增厚，因此本研究观察到停戴后中周部基质就会变薄，周边5~6 mm区域变薄约5 μm，旁中央区变薄约2 μm。配戴过程中基质重塑越往周边越明显[8]，停戴恢复也是遵循同样的规律。中周部基质在配戴过程中增厚的机制目前尚无定论，但是研究者们认为不完全是因为夜戴塑形镜造成的角膜水肿[20]，可能还与反转弧的负性压力有关[8]。

Munnerlyn公式是屈光手术中计算切削深度的公式，与塑形预测原理类似。我们运用Munnerlyn公式计算预测降度，得出的预测塑形度数显著低于实际塑形度数，也提示角膜塑形镜的塑形机制可能不仅仅跟上皮重塑有关。

本研究的不足之处在于样本例数偏少，纳入的停戴患者都是出于更换镜片需要。因为停戴往往会给患者的学习用眼带来不便，门诊医师经验丰富可以不通过停戴重新验配，因此可纳入病例不多，再加上疫情影响，一些未能及时复诊的患者已被剔除。另外，我们未能进行不同时间节点的观察，未能了解停戴过程中的动态变化。因为入选病例已戴镜1年以上，当时未考虑观察上皮改变，导致缺少基线数据。所有病例停戴1个月以上，基本可以恢复基线水平，而且最终恢复值不是本研究所关注的，我们着重观察的是恢复过程中的变化趋势和规律。

综上所述，本研究用FD-OCT观察停戴角膜塑形镜后改变发现，与配戴过程上皮重分布规律相反，停戴后中央区以上皮增厚改变为主，旁中央区和周边部以基质变薄改变为主。通过Munnerlyn公式计算得出的预测塑形度数显著低于实际塑形度数，也提示角膜塑形镜的塑形机制可能不仅仅跟上皮重塑有关，基质的作用也应考虑其中。关于角膜塑形镜停戴后的角膜形态改变和上皮基质重塑规律值得进一步研究。