3～6岁学龄前儿童各屈光参数情况及其与等效球镜的相关分析

李 童,于 睿,张凤一,王亚彤,许 昊,高洪莲,张 磊

0 引言

屈光不正已成为全球关注的公共卫生和社会问题,其中近视占绝大多数[1-6]。人眼是一个复杂的屈光系统,与泪膜、角膜、前房深度、晶状体及玻璃体密切相关,在儿童生长发育时期,各个屈光参数不断发生变化,其最终平衡状态决定了眼球的屈光状态[7-8]。我国青少年儿童近视主要以轴性近视为主,即眼轴长度(axial length,AL)未能保持在正常范围内[9]。然而,有些AL相对较短的眼睛的屈光状态可能是近视,而AL相对较长的眼睛的屈光状态也有可能是远视。这是因为眼睛屈光成分的代偿性调节涉及到AL与角膜曲率半径(corneal radius of curvature,CR),轻度远视眼通过代偿性增加AL来匹配CR,由于角膜是相对稳定的,随着AL继续变长,眼睛的屈光状态由正视变为近视[1]。大量研究发现,眼轴长度/角膜曲率半径(axial length/corneal radius of curvature ratio, AL/CR)比值与屈光状态的关系较AL更为密切[10-14]。近年来,我国青少年儿童近视呈高发、低龄化、重度化趋势[15],专家普遍认为近视防控关口应提前至学龄儿童[16],重视远视储备的检查[17],部分地区已经尝试开始使用AL及AL/CR来评估屈光状态[1,18-20],也发表了《中国学龄儿童眼球远视储备、眼轴长度、角膜曲率参考区间及相关遗传因素专家共识》[21],但对于学龄前儿童相关参数研究较少。本研究以3～6岁学龄前儿童为研究对象,通过分析各屈光参数的分布情况及其与屈光状态的关系,进一步阐明学龄前儿童眼球生长发育和屈光状态变化情况,评估各屈光参数对其屈光发育的监测作用,期望为近视防控工作提供帮助。

1 对象和方法

1.1 对象横断面研究。选取2021-03/05在北方某城区幼儿园视力筛查中同意进行散瞳验光的3～6岁学龄前儿童791名。排除标准:影响视力及屈光检查的相关疾病(如先天性白内障、眼球震颤、上睑下垂、斜视、弱视[22]),近1mo配戴角膜接触镜,既往有眼部手术史、外伤史等。本研究遵循《赫尔辛基宣言》。向每所幼儿园解释了该研究的性质和可能的结果,在校长同意参加后,向所有孩子的监护人详细说明检查的细节,并签署知情同意书。在检查当天取得受试者的口头同意。

1.2 方法测量AL、角膜屈光力(corneal refractive power, K),小瞳孔下电脑验光和散瞳验光后等效球镜(spherical equivalent,SE),然后计算CR及AL/CR。

1.2.1 眼科检查所有受试者均由经验丰富且经过统一培训的验光师及眼科医师进行眼前节及眼位检查。采用ARK-510A全自动电脑验光仪进行屈光度检测,每只眼连续测量3次,取平均值。所有受试者选用1%硫酸阿托品眼用凝胶行睫状肌麻痹,每天点眼3次,连续3d,观察瞳孔直径及瞳孔对光反射,若瞳孔直径>6mm或瞳孔对光反射消失,则进行电脑验光[21,23],分别记录球镜度数、柱镜度数及轴位。根据以下公式换算SE,SE=球镜度数+1/2柱镜度数。采用非接触眼生物测量仪(IOL Master)测量受检者AL、水平角膜屈光力(horizontal corneal refractive power,K1)、垂直角膜屈光力(vertical corneal refractive power,K2),根据以下公式计算CR,CR=1000(n2-n1)/K(K为K1和K2的平均值,n1为空气屈光指数1.0000,n2为角膜屈光指数1.3375),然后计算AL/CR比值。

1.2.2 筛查指标评定标准散瞳验光法:根据SE分为以下5组,正视(>-0.50～<+0.50D)、轻度近视(>-3.00～-0.50D)、中高度近视(≤-3.00D)、轻度远视(+0.50～<+3.00D)、中高度远视(≥+3.00D);AL/CR法:AL/CR>3作为近视诊断的阳性临界值。

1.2.3 质量控制在研究开始前,充分告知幼儿园老师、受试者监护人及受试者具体检查流程,对所有验光师及眼科医师进行了相关培训。在整个研究过程中,均使用相同的仪器设备,每天检查和校准所有设备。通过复查处理不可靠结果。

2 结果

由于右眼AL(r=0.98,P<0.001)和CR(r=0.54,P<0.001)与左眼的AL、CR密切相关,因此本研究只分析右眼的数据。

2.1 屈光状态检出情况在完成散瞳验光的791名3～6岁学龄前儿童中,男生400人(50.6%),女生391人(49.4%);3岁214人(27.1%),4岁196人(24.8%),5岁189人(23.9%),6岁192人(24.3%);轻度远视组500人(63.2%),中高度远视组187人(23.6%),正视组68人(8.6%),轻度近视组36人(4.6%)。表1展示了不同年龄、不同性别学龄前儿童的屈光情况。随着年龄的增长,远视的发生率逐渐降低,近视的发生率逐渐增加。总体来看,被试儿童多处于远视状态,随着时间的发展,其屈光状态逐渐由中高度远视转变为轻度远视再转变为正视,从4岁开始,已有被试儿童出现近视。

表1 3～6岁学龄前儿童远视、正视、近视发生率 人(%)

2.2 不同年龄和不同性别及不同屈光组间屈光参数的比较AL、CR、AL/CR、SE平均值分别为22.62±0.94mm、7.81±0.29mm、2.90±0.09、+1.95±1.31D。AL随着年龄的增长而增长,每年增长0.02～0.71mm,除4岁与5岁组间无显著差异,其余各年龄组间存在显著差异(F=91.63,P<0.001)。AL/CR随着年龄的增长而增长,每年增长0.00～0.07,除4岁与5岁组无显著差异,其余各年龄组间存在显著差异(F=121.27,P<0.001)。SE随着年龄的增长呈下降趋势,每年下降0.41～1.00D,各年龄组间存在显著差异(F=188.71,P<0.001);而CR随着年龄缓慢增长,每年增长0.00～0.04mm,仅在3岁与6岁组间有显著差异,其余各组之间无显著差异(F=2.92,P=0.03)。男生AL显著长于女性(t=6.77,P<0.001),男生CR显著大于女生(t=7.99,P<0.001),男生与女生AL/CR差异无统计学意义(t=-0.22,P=0.82),男生与女生SE差异无统计学意义(t=1.30,P=0.19),见表2。除正视组与轻度近视组间AL无显著差异,其余各屈光组间AL均存在显著差异(F=78.63,P<0.001)。除中高度远视组与轻度远视组、轻度近视组间CR有显著差异,其余各组间CR无显著差异(F=9.28,P<0.001)。中高度远视组、轻度远视组、正视组、轻度近视组间AL/CR存在显著差异(F=527.22,P<0.001)。中高度远视组、轻度远视组、正视组、轻度近视组间SE存在显著差异(F=1543.12,P<0.001),见表3。不同SE组间AL/CR百分位数及95%CI见表4。

表2 不同年龄、不同性别学龄前儿童屈光参数情况

表3 不同屈光组学龄前儿童屈光参数情况

表4 不同SE组间AL/CR百分位数值

2.3 散瞳前后SE比较随着年龄的增长,散瞳前SE由3岁时平均值0.00D减少至6岁平均值-0.83D,除3岁与4、5岁,4岁与5岁间无显著差异,其余各组间均有显著差异(F=23.30,P<0.001)。男生与女生散瞳前SE差异无统计学意义(t=0.60,P=0.55)。散瞳后SE由3岁平均值3.09D减少至6岁平均值0.82D,各年龄组间均存在显著差异(F=188.71,P<0.001);男生与女生散瞳后SE差异无统计学意义(t=1.30,P=0.19),见表5。散瞳后SE(+1.95±1.31D)较散瞳前(-0.22±1.23D)增加,差异有统计学意义(t=-43.14,P<0.001)。

表5 3～6岁学龄前儿童散瞳前后SE情况

2.4SE与AL、CR、AL/CR的相关性分析AL与SE呈中等负相关(r=-0.50,P<0.001,图1),CR与SE无相关性(r=0.16,P=0.95,图2),而AL/CR与SE呈极强负相关(r=-0.86,P<0.001,图3)。将睫状肌麻痹后获得的SE作为因变量,自变量为AL/CR,协变量为年龄与性别,进行多元线性回归分析。其中,AL/CR、年龄及性别可以解释SE变化原因的78.3%,AL/CR、年龄显著负向影响SE,AL/CR每增加1个单位,SE平均降低10.91个单位;而性别不能显著影响SE的变化,见表6。

“家政服务业从业人员就业前景好，我们在市场调查的基础上，总结为三个原因。” 泓福泰家政服务有限公司负责人方蓓燕向记者介绍道。

图1 SE与AL的关系。

图2 SE与CR的关系。

图3 SE与AL/CR的关系。

表6 3～6岁学龄前儿童睫状肌麻痹后SE多元线性回归分析

2.5 筛查指标准确性评估以睫状肌麻痹后SE≤-0.50D为诊断近视的金标准,近视者共36人(4.6%),见表7、8。以AL/CR>3筛选出可疑近视者共106人(13.4%),其中有34人睫状肌麻痹后SE≤-0.50D,其筛查近视的灵敏度为94.44%,特异度为90.46%,约登指数为0.84;以小瞳孔下电脑验光SE≤-0.50D筛选出近视者共292人(36.9%),其中有36人睫状肌麻痹后SE≤-0.50D,其筛查近视的灵敏度为100%,特异度为66.09%,约登指数为0.66;两种筛查指标相比,AL/CR的约登指数较高,即在筛查近视方面,AL/CR相对于小瞳孔验光来说准确性较高,见表9。

表7 AL/CR与散瞳验光结果比较 人

表8 小瞳孔验光与散瞳验光结果比较 人

表9 筛查指标准确性比较

2.6ROC曲线及最佳截断值分析以AL/CR及AL作为筛查近视的指标绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线),AL/CR及AL曲线下面积分别为0.967(95%CI:0.952～0.981)、0.809(95%CI:0.742～0.876),见图4。AL/CR诊断近视的最佳截断值为3.01,敏感度为94.40%,特异度为93.80%。AL诊断近视的最佳截断值为23.13mm,敏感度为80.60%,特异度为74.80%。就筛查近视方面,AL/CR较AL的准确性更高,见表10。

图4 AL/CR及AL筛查近视的ROC曲线分析。

表10 AL/CR、AL筛查近视的最佳截断值

3 讨论

屈光不正是影响青少年儿童视力及视功能的重要原因之一[24-26]。研究指出,预计到2050年,全球近视患者数将达到47.58亿,占全球总人数的49.8%[27]。就我国而言,青少年儿童近视患病率至2050年预计上升到84%[28]。本研究显示,入组的791名学龄前儿童中有36人(4.6%)已经发生近视,随着年龄的增长,近视所占的比例也越来越大,这也证实了既往研究报告结果[29-31]。此外,部分未发生近视的学龄前儿童,若在学龄前期消耗过多的远视储备,其在中小学时期则更容易发展为近视。就上述问题而言,将近视防控的关口前移到学龄前儿童,增加对远视储备的监测,尽早发现,尽早干预,精准防控,抑制学龄期间近视的高发态势工作刻不容缓[16,32-33]。

睫状肌麻痹散瞳验光是诊断屈光不正的金标准,但是使用睫状肌麻痹药物后会有畏光、视近模糊等眼部症状,还可能会造成皮肤潮红、口干、发热等全身症状[34],且耗时长,对专业技术要求高[35],因此在进行大规模的群体监测中很难实施。所以,找到一种可以准确且方便可行的指标来评估屈光状态是非常有必要的。本研究通过描述入组学龄前儿童屈光状态,分析其屈光参数,并选用几种目前常用的筛查指标来与散瞳验光做对比,分析其在筛查近视中的准确性。目前最常用的方法是监测裸眼远视力(uncorrected distant visual acuity, UCDVA),但是其主观性强,且受光照环境、视力表类型、受检者的配合程度及操作者的技巧等方面的影响;此外严重远视和散光的儿童也会有视力不良,仅靠UCDVA无法准确地区分屈光状态[36-38]。替代的非侵入性检查方法还包括小瞳孔下电脑验光、AL和AL/CR。

本次研究结果表明,睫状肌麻痹后获得的SE较小瞳孔下电脑验光有所增加,差异有统计学意义(P<0.05),学龄前儿童正处在发育期,其调节能力较强,睫状肌麻痹后眼失去调节致正屈光度增加,负屈光度下降,可以解释这种差异;年龄越小,SE越偏向远视的受试者,睫状肌麻痹前后电脑验光数据差值越大,这也与国内外研究结果相一致[17,39]。AL、CR、AL/CR随年龄的增加而增长,SE随年龄的增长呈下降趋势;男生的AL、CR显著大于女生,而AL/CR、SE均无显著差异;SE越偏向近视,AL越长,AL/CR越大,与既往研究结果相似[40-43]。AL、AL/CR与SE均存在着相关性关系,其中以AL/CR与SE的相关性最强(r=-0.86),由此可见多数屈光不正是由屈光参数失调所致。AL/CR每增加1个单位,SE平均降低10.91个单位,这与之前的研究结果大致相符[44-45]。

鉴于AL/CR与SE的高度相关关系,我们将AL/CR>3作为筛查近视的阳性临界值,其灵敏度为94.44%,特异度为90.46%,约登指数为0.84,相对于小瞳孔验光来说,其诊断的准确性更高;并且,AL/CR的ROC曲线下面积为0.967,明显优于AL。以上结果皆表明,AL/CR筛查近视的效能明显优于其他指标。此外,我们的研究还讨论了AL/CR及AL筛查近视的最佳截断值,其中,AL/CR诊断近视的最佳截断值为3.01,灵敏度为94.40%,特异性为93.80%;AL诊断近视的最佳截断值为23.13mm,灵敏度为80.60%,特异性为74.80%;与既往研究结果不同[43,46],这是因为我们的研究对象为3～6岁学龄前儿童,其眼球仍处在发育过程中,当其超过最佳截断值时,我们就要高度关注其屈光状态的发生与发展,对于近视高危人群给予密切关注;但其再次证明了AL/CR在筛查近视方面的价值高于AL。且由表4可知,可以根据AL/CR大体判断出被试者的屈光情况,排查出远视储备可能小于同年龄组的儿童,及时进行散瞳验光明确诊断,有针对性地对远视储备不足的对象重点进行预警,实施一级防护干预,尽量降低近视的发生率和患病率。

本研究具有一定的局限性:(1)AL/CR及年龄仅能解释SE变化原因的大部分,我们需要结合其他参数来解释这一问题;(2)本研究是一项横断面研究,无法阐明近视发生前各屈光参数的变化。我们将根据本研究的结果,进一步进行前瞻性研究,明确AL/CR发现学龄前儿童原始储备的效率。此外,规范化建立儿童屈光发育档案是非常有必要的,动态追踪各指标的变化,精确发现近视高危人群,有的放矢,为近视防控提供指导和参考。