人眼对镜片度数变换敏感度阈值的探索及使用小进阶镜片的临床研究

姚婷婷 王继红

近视眼被认为是世界范围内重要的公共卫生问题[1]，且年龄是影响儿童近视进展最重要的因素[2]，我国儿童青少年视力问题呈低龄化和高发趋势，严重影响了儿童青少年的身心健康，已成为全社会关注的焦点[3]。传统上矫正屈光不正使用的都是0.25 D进阶的镜片，是受加工技术、库存量与成本问题所限。而人眼是一个复杂的器官，实际的精密程度甚至连最高级的光学镜头都无法比拟。使用传统0.25 D进阶的镜片在矫正患者的屈光不正时，所得到的验光结果与真实度数还存在部分欠矫或过矫的情况，双眼视觉也达不到最佳，其实这也说明，人眼的屈光不正度数并非以0.25 D进阶改变。已有研究证实配镜处方欠矫和过矫都不利于近视度数的控制，配戴足矫的框架眼镜较配戴欠矫框架眼镜的儿童近视进展慢[4]。因此很有必要寻找更高精度的镜片来匹配人眼，从而为青少年近视防控提供更多的可能。本研究通过0.05 D进阶试镜箱，测量人眼对镜片度数改变的敏感度阈值，再分别在0.25 D和0.05 D处方基础上，对所有受试眼进行矫正视力、对比敏感度、部分视功能检测与双眼平衡的前后对比，以研究更小进阶镜片的作用，现报告如下。

1 对象与方法

1.1 对象

纳入标准：①等效球镜度-6.00～+3.00 D，且散光≤2.00 D；②单眼矫正视力≥0.8，且≤1.5。排除标准：①行眼科常规检查确定有眼部器质性病变及相关手术史；②双眼屈光参差≥2.50 D；③有沟通障碍者。

选取2021年1—12月来江南大学附属医院眼科门诊就诊的患者100例作为研究对象，男58例，女42例，年龄8～35（14.0±5.7）岁。如果研究对象双眼都符合纳入标准，随机选择1眼纳入研究。在进行矫正视力、对比敏感度、视功能检测与双眼平衡检测时，先进行0.25 D进阶处方状态下的所有检测，然后再进行0.05 D进阶处方状态下的所有检测，每项检测间均间隔5 min，避免各检测相互干扰。本研究经江南大学附属医院伦理委员会批准，研究对象均自愿参加，由本人或监护人签署知情同意书。

1.2 测量工具

采用NIDEK ARK-510A电脑验光仪对受试者行双眼的客观验光，准备0.05 D进阶的镜片箱，球镜镜片为-20.00～+20.00 D，其中-6.00～+3.00 D区间的球镜镜片均为0.05 D进阶递增；柱镜镜片为-6.00～+6.00 D，其中-2.00～-0.05 D区间的柱镜镜片均为0.05 D进阶递增，所有镜片光度公差范围±2°，执行标准引用GB17342-2009 《眼科仪器验光镜片》。准备传统0.25 D进阶的镜片箱，球镜镜片为-20.00～+20.00 D，柱镜镜片为-6.00～+6.00 D，区间内所有镜片均为0.25 D进阶递增；一台瞳距仪和一套试镜架；用TOPCON DK-400综合验光仪检测调节幅度和AC/A；用±2.00 DS的反转拍测量调节灵敏度；用CSV-1000 对比敏感度分析仪检测对比敏感度。

1.3 敏感度阈值检测方法

在非睫状肌麻痹下进行双眼初步客观验光。用瞳距仪再次精确远用及近用瞳距。根据远用瞳距选择对应大小的试镜架，使用0.05 D进阶试镜箱进行主觉验光，因研究对象为非睫状肌麻痹状态，为了尽量减少调节因素影响，需充分保证雾视步骤，将研究眼远用矫正视力雾视到0.3～0.5，保持10 min。Rosenfield等[5]研究表明，测试环境光线与瞳孔会对红绿平衡结果产生一定影响，当瞳孔直径大于4 mm时结果较为稳定，同时保持测试环境相对昏暗，增加色觉敏感度。

确定受试眼别后，先进行受试眼的最正之最佳视力（Maximum plus to maximum visual acuity，MPMVA）和初次红绿平衡测试，再用0.05 D交叉柱镜精调散光，如有处方变动，则进行二次MPMVA与二次红绿平衡测试[6]。利用红绿双色实验作为基点，其原理是一个理想化模型,人眼作为一个屈光系统，存在色像差这一光学缺陷，依据各色光的光波长、折射率不同，在视网膜成像位置不同，从而来判断是否过矫或欠矫。波长长的光线，折射率低；波长短的光线，折射率高。正视眼中，红、绿光的像与视网膜之间具有几乎对称的屈光差及相近的亮度。波长620 nm的红光，折射率小，聚焦在视网膜后，相当于远视+0.24 D；波长535 nm的绿光，折射率大，聚焦在视网膜前，相当于近视-0.20 D[7]。红光与绿光在正视眼视网膜上形成的光斑大小相等，因此观看红绿视标时红绿的视觉感受相似。在进行红绿双色实验时，若可达红绿平衡，则在此基础上再叠加一个负0.05 D镜片进行敏感度阈值检测，若红绿背景中的视标由等清变为绿色视标清晰，说明人眼对镜片改变的敏感度数阈值在0.05 D以内；若叠加负0.05 D镜片后还是红绿等清，则说明人眼对镜片度数改变的敏感度阈值大于0.05 D；若一开始就不可达红绿平衡，则也说明人眼对镜片度数变化的敏感度数阈值小于0.05 D。记录受试眼叠加1个负0.05 D镜片后的反应。

1.4 矫正视力检测

在0.25 D与0.05 D这2种进阶镜片屈光矫正基础上，分别测量矫正视力，数据记录为看得清的视标数，使用的是标准对数视力表，以0.8排为起始排，0.8排共7个视标，1.0与1.2排、1.5排均有8个视标，若一排视标完全可辨认方向，下一排视标能看见其中n个，则最终可辨别视标数记录为“n+上面整排的个数”，可辨别视标个数为7～31。

1.5 对比敏感度检测

人眼分辨物体的对比度阈值越低，对比敏感度越高，视功能也越好。使用CSV-1000 对比敏感度分析仪，在0.25 D与0.05 D这2种进阶镜片屈光全矫基础上分别测量对比敏感度，条件为暗室环境、测量距离2.5 m，单眼测量，患者需在4种不同空间频率下（3、6、12、18 c/d）、8个等级的对比度下（1～8对比度依次降低）分辨是否存在“条栅”，分别记录在4种空间频率可见的最大对比度等级序号。

1.6 视功能检测

1.6.1 调节灵敏度 在0.25 D与0.05 D这2种进阶镜片屈光矫正基础上，使用反转拍（±2.00 D），测试距离为40 cm，选用近用瞳距，配合近距离0.8～1.0视标卡，起始镜片是＋2.00 D镜片，测量受试眼1 min以内循环次数。

1.6.2 调节幅度 采用综合验光仪“负镜片法”，将视标固定于眼前40 cm处，选用近用瞳距，在受试眼前逐渐增加负镜片度数直至受试者不能看清且视标持续模糊，所增加的负镜片度数加上-2.50 D的工作距离，取总值的绝对值即为调节幅度。

1.6.3 调节性集合/调节 采用综合验光仪测量调节性集合/调节（Accommodative vergence/accommodative，AC/A），选用近用瞳距，通过2次Von graefe法近距离测量隐斜，第1次在矫正基础上测量，第2次在该处方上改变1.00 D后测量，计算二者的差值作绝对值即为梯度性AC/A。

1.7 实验数据处理

在插片验光时，在眼前试镜架上叠加镜片，按空气中薄透镜组合焦距的推导可得：

f’为双薄透镜组合焦距，d为双薄透镜距离，因试镜架凹槽距离很小，镜片距离很近，所以可以粗略将d看做为0，则：

这说明可以忽略在插片验光时实际叠加产生的误差，即双薄透镜组合的屈光度约等于两透镜的屈光度之和[8]。

1.8 统计学方法

自身对照研究。采用SPSS 23.0统计学软件进行数据分析。计量资料以表示。人群屈光度分布情况、矫正视力、对比敏感度、视功能等计量数据的分布情况采用K-S检验进行检验，均为非正态分布，采用M（Q1，Q3）表示。屈光度与敏感度阈值的关系用Spearman等级相关检验验证。在0.25 D进阶处方与0.05 D进阶处方下矫正视力、对比敏感度和视功能等方面的前后差异比较选用Wilcoxon符号秩和检验。双眼平衡情况为有序等级资料，采用Wilcoxon符号秩和检验进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同屈光度组下敏感度阈值比较

按等效球镜度（SE，即为球镜加上1/2柱镜）分组，低度远视组34眼（0≤SE≤+3.00 D），低度近视组32眼（-3.00 D≤SE<0 D），中度近视组34眼（-6.00 D≤SE＜-3.00 D）。约95%的受试眼对镜片度数改变的敏感度阈值在0.05 D及以下，见表1。屈光度与敏感度阈值无明显相关性（r=-0.047，P=0.563）。

2.2 2种进阶处方下矫正视力与对比敏感度的比较

相比0.25 D，0.05 D进阶屈光处方可辨别更多字母，视觉清晰度更高，在0.25 D和0.05 D这2种进阶屈光处方状态下矫正视力差异有统计学意义（Z=-7.40，P<0.001）。相比0.25 D，0.05 D进阶屈光处方对比敏感度更好，3 c/d（Z=-3.77，P<0.001）、6 c/d（Z=-3.53，P<0.001）、12 c/d（Z=-5.05，P<0.001）、18 c/d（Z=-4.74，P<0.001）这4种空间频率在0.25 D和0.05 D这2种进阶屈光处方状态下对比敏感度差异均有统计学意义。见表2。

2.3 2种进阶处方下调节灵敏度、调节幅度、AC/A的比较

在0.25 D和0.05 D 进阶屈光处方状态下的调节灵敏度（Z=-1.63，P=0.102）、调节幅度（Z=-2.22，P=0.027）、AC/A（Z=-0.58，P=0.564），差异无统计学意义，见表3。

表1.不同屈光度组叠加-0.05 D镜片的结果比较Table 1.Comparison of the results of different refractive groups after adding a piece of -0.05 D lens

表2.2种进阶处方下矫正视力与对比敏感度比较Table 2.Comparison of corrected visual acuity and contrast sensitivity with two gradient prescriptions

2.4 2种进阶处方下双眼平衡的比较

在0.25 D和0.05 D 进阶屈光处方基础上，分别对受试者进行双眼平衡情况调查，结果显示0.25 D进阶处方转成0.05 D进阶处方后，双眼平衡情况得到明显改善，0.25 D和0.05 D进阶屈光处方双眼平衡差异有统计学意义（Z=-6.24，P<0.001）。Spearman等级相关公式验证显示镜片精度与双眼平衡情况呈显著正相关（r=0.44，P<0.001），镜片进阶精度越高，更容易达到双眼平衡状态。见表4。

3 讨论

视力和视觉对比敏感度都属于形觉检查法，都反映了视网膜黄斑区的功能情况，前者反映了黄斑中心凹在高对比度的情况下对细小物体的分辨能力，后者反映了在明亮对比度下对不同空间频率的正弦样光栅的识别能力[9]。相对于视力检测而言，运用对比敏感度检测更易发现双眼视功能的变化[10]。视觉通道理论认为，视网膜神经节细胞包括X和Y细胞，X细胞主要分布于黄斑中心区域，主要接受视锥细胞的传导，对高频正弦光栅敏感；Y细胞主要分布于黄斑以外的视网膜周边区域，主要接受视杆细胞的传导,对低频正弦光栅敏感[11]。0.05 D进阶屈光处方相比0.25 D进阶屈光处方，受试眼低阶像差被矫正得更多，物像在视网膜黄斑区的成像质量更高清，黄斑区接受信号并产生有效阈刺激的X细胞兴奋性上升。在本研究中，对比敏感度在低、中、高频均可见不同程度的改善，特别是在高频12 c/d和18 c/d上，0.05 D进阶屈光处方和0.25 D进阶屈光处方的二者对比敏感度差异更加明显。

双眼平衡是追求良好双眼视觉的前提，要求双眼视网膜像在清晰度、形状和大小等方面尽量接近[12]。在临床工作中，主觉验光时无法达到双眼平衡属常见现象，此时选择保持优势眼清晰[6]。传统0.25 D进阶镜片因度数跨度较大，验光时容易产生欠矫，从而达不到最佳视力。本研究显示屈光度介于低度远视到中度近视的受试者，约95%的人对镜片度数变化的敏感度阈值约在0.05 D及以下，所以0.05 D进阶镜片能弥补0.25 D进阶镜片精度不足的情况。在本次研究中发现，0.05 D进阶处方相比0.25 D进阶处方，双眼平衡情况得到明显改善，这也证实了0.05 D进阶镜片能提供更好的双眼视觉质量。

框架眼镜作为主流光学矫正方式，其安全性高于接触性的角膜塑形镜及低浓度阿托品滴眼液，适应证也更加广泛。目前市场上，除了以往的单焦点镜片，还出现了多区正向离焦设计镜片和特殊周边离焦设计镜片等功能性镜片，但多以0.25 D为进阶。有学者研究证明，多区正向离焦设计镜片对延缓儿童近视发展速度有一定作用，且效果优于特殊周边离焦镜片和单焦点镜片[13]。当低度近视患者不进行科学持续戴镜矫正时，调节功能与集合功能互相影响，最终导致双眼视功能受累[14]。可见学会正确配戴框架眼镜也相当关键。设想若能把高精度0.05 D镜片与多区正向离焦技术或周边离焦技术相融合，配合框架眼镜正确的持续配戴方式，未来在近视防控领域可能会有新的突破，但这一理论设想依仗于未来镜片工艺技术的进步，对于新型设计镜片延缓近视的效果更需要通过严谨的真实世界研究来验证。

表3.2种进阶处方下调节灵敏度、调节幅度与AC/A比较Table 3.Comparison of accommodation flexibility,accommodation and AC/A with two advanced prescriptions

表4.不同屈光分组下使用0.05 D进阶处方后双眼平衡改善情况比较Table 4.Comparison of improvement of binocular balance in different refractive groups after using 0.05 D gradient prescription

本研究的数据存在一定的局限性：①样本量小：因考虑到中高度远视常合并有弱视或调节问题，且在人群中占比较小，高度近视常伴有眼底疾病等问题，所以未将其纳入研究范围，这样使研究人群范围减小；②现有检测设备的局限性：本研究调节幅度、AC/A和调节灵敏度的研究结果可能存在不确定性。测量调节幅度与AC/A的工具均为0.25 D进阶的综合验光仪，对同一受试者而言，0.05 D进阶处方与0.25 D进阶处方度数相差在0.25 D以内，所以使用常规的综合验光仪测量调节幅度与AC/A，0.05 D进阶处方与0.25 D进阶处方的视功能差异检出率很可能降低；再者，调节幅度与AC/A均属于主观测试，对于视标清晰度或位置的少量改变，主观上可能反应不出差异性；本研究测量调节灵敏度选用的是±2.00 D的反转拍，对于同一个受试者，使用2个差距在0.25 D以内的矫正处方时，调节灵敏度差异检出率也会降低。待未来检测设备精度提高时，可再次验证其结果差异性。③缺乏对照：本研究是配对样本试验，缺乏对照组，将来需开展更多的随机多中心对照实验才能更好地验证高精度镜片的作用及影响。

综上所述，在不影响视功能的情况下，更小进阶的高精度镜片更加贴近眼球真实的屈光度，减少了欠矫的度数，能让人拥有更高清的视觉体验，且更容易让人拥有双眼等同的清晰度，拥有更好的双眼视觉效果，使用高精度0.05 D进阶镜片足矫是相对于常规0.25 D进阶镜片足矫的新突破。在近视防控的道路上，我们需要不断地开拓创新，寻求近视控制方式的新思路，尽量缓解当今严峻的近视早发高发问题。

利益冲突申明本研究无任何利益冲突

作者贡献声明姚婷婷：酝酿和设计实验、实施研究、数据采集和分析、论文撰写与修改；王继红：指导论文撰写、获取研究经费