《眼科新进展》 2022年4期
304-309
出版日期：2022-04-05
ISSN:1003-5141
CN:41-1105/R
角膜生物力学分析仪及微视野计在原发性开角型青光眼患者早期诊断与病情评估中的应用
青光眼是一组以视网膜神经节细胞变性为特征的进行性视神经病变［1］，最常表现为视盘的凹陷性萎缩和视野的特征性缺损。原发性开角型青光眼(POAG)起病隐匿，早期常无明显的临床症状，很多患者首诊时视觉功能损害已达到中、晚期阶段，且青光眼引起的视神经损害是不可逆的，故早期诊断和密切随访尤为重要。目前，视野检查仍为青光眼诊断的金标准，但有研究表明，在视野检测到异常之前，患者已经有25%~35%的视网膜神经节细胞死亡［2］，此外，视野检查属于主观检查，即心理物理学检查，受多种因素的干扰，其敏感性及可靠性欠佳。因此，临床上需要找到诊断青光眼更为敏感和可靠的方法，从而帮助我们实现对青光眼的早期诊治。
由于角膜与巩膜由相似的细胞外基质成分组成，其胶原纤维鞘相互连接，故角膜生物力学参数能体现筛板及盘周巩膜的生物力学特征，从而反映出视神经损伤的程度［3］。Corvis ST是一种新型角膜生物力学分析仪，能实时动态记录角膜形变的过程并测量活体角膜生物力学参数，其可靠性与可重复性已得到证明［4-5］。以前学界认为早期青光眼仅损害周边视野，中心视功能晚期才受到损害，而近年研究提示，青光眼患者早期就出现了黄斑区视网膜神经节细胞的丢失和中心视功能的损害［6］。微视野计是一种评估视功能的新型技术，它能够在直视眼底情况下评估视敏度，并具有动眼追踪功能，能够记录眼球注视时的微小移动，从而定性、定量评估固视稳定性［7］。微视野计能比标准自动视野计发现更细微的青光眼视敏度的损害［8］。本研究将探索角膜生物力学分析仪及微视野计两种新型技术在POAG患者早期诊断与病情评估中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 回顾性临床研究。选取2021年3月至10月于郑州大学第一附属医院眼科就诊的POAG患者68例102眼为POAG组，同期健康体检者30例30眼为对照组。纳入标准：（1）POAG组：①未用降眼压药物情况下24 h眼压峰值>21 mmHg（1 kPa=7.5 mmHg）（高眼压型）或眼压≤21 mmHg （正常眼压型）;②眼底存在青光眼特征性损伤（视盘和视网膜神经纤维层形态改变）和（或）视野出现青光眼性损伤；③房角镜检查显示房角开放。（2）对照组：①未用降眼压药物情况下24 h眼压峰值≤21 mmHg；②视盘形态正常且视网膜神经纤维层无缺损；③视野检查结果正常；④房角镜检查显示房角开放。排除标准：（1）年龄<18岁；（2）最佳矫正视力<0.4；（3）球镜度数>6.0 D,柱镜度数>3.0 D；（4）患有黄斑相关病变者；（5）患有圆锥角膜、视神经疾病等可能影响角膜生物力学参数或视野的眼部疾病者；（6）有内眼手术病史或3个月内有抗青光眼激光治疗史者；（7）近2个月有配戴角膜接触镜史者；（8）患糖尿病、自身免疫性疾病等可能影响视功能的全身疾病者。本研究遵循《赫尔辛基宣言》，患者均知情同意，并已通过郑州大学第一附属医院伦理委员会审核批准（批文号：2021-KY-0895-001）。
1.2 方法
1.2.1 常规检查 对所有纳入病例详细询问病史，并进行常规眼科检查，包括最佳矫正视力（BCVA）、屈光度、Goldmann眼压检查、裂隙灯检查、房角镜检查、眼底检查。
1.2.2 标准视野计检查 使用HFA标准自动视野计（Humphrey Visual Field Analyzer,德国Carl Zeiss公司750i）SITA 24-2程序进行测试，记录假阳性率、假阴性率、平均偏差（MD）及固视丢失率。每位受检者均进行重复视野检查直到出现2次可靠的结果，选取第2次检查结果分析。同时满足以下条件者认为结果可靠：假阳性率<15%、假阴性率<15%、固视丢失率<20%。根据HPA分级标准［9］将 POAG 患者进一步分为3组：（1）轻度POAG组（45眼）： MD≥-6.0 dB；（2）中度POAG组（36眼）：-12.0 dB≤MD<-6.0 dB；（3）重度POAG组（21眼）：MD<-12.0 dB。
1.2.3 角膜生物力学检查 使用Corvis ST角膜生物力学分析仪（德国 Oculus 公司）进行检测，在空气脉冲的作用下使角膜发生形变，Scheimpflug相机将其可视化的形变过程以视频的方式输出，并经系统软件分析后将角膜生物力学参数显示于控制面板，记录中央角膜厚度（CCT）、生物力学矫正眼压（bIOP)、第一压平时间（A1T）、第一压平长度（A1L）、第一压平速度（A1V）、第二压平时间（A2T）、第二压平长度（A2L）、第二压平速度（A2V）、最大压陷时间（HCT）、最大压陷幅度比（DAratio）、最大压陷曲率半径（CCR）、最大压陷峰值距离（PD）、角膜硬度参数（SP-A1），各指标意义参见文献［10］。每位受检者每眼均重复测量至出现3次可靠的结果（有效参数显示为OK），并取各参数平均值纳入分析。
1.2.4 MP-3微视野计检查 使用 MP-3微视野计（日本Nidek公司）进行检测，选择Macula-10deg模式；背景光为白色，亮度为31.4 asb；固视目标为红色圆圈，1°大小;刺激光标为GoldmannⅢ白色光斑，持续时间为200 ms;光敏感度的阈值范围为0~34 dB。黄斑区10°区域内共40个刺激点呈内、中、外同心圆分布，距黄斑中心2°内环为中央区域，6°中环和10°外环分为鼻上、颞上、颞下、鼻下4个区域（排除交界线数值），分别计算各区域及总体的视网膜平均光敏感度（MS）。同时记录2°和4°固视率，即固视点落在以固视点为圆心的2°和4°的圆内的比率，分别记为P1、P2。系统自动分析固视稳定性，并分为3级:固视稳定（P1≥75%）、固视相对不稳定（P1<75%，P2≥75%）、固视不稳定（P2<75%）。
1.3 统计学方法 采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差（x?±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间的两两比较采用Bonferroni法；计数资料的组间比较采用卡方检验。角膜生物力学参数预测性能的评估采用受试者工作特征（ROC）曲线分析。角膜生物力学参数与MS的相关性采用Pearson相关分析。检验水准：α=0.05。
2 结果
2.1 研究对象的基线资料 轻度、中度、重度POAG组患者和对照组受试者间年龄、性别构成、等效球镜度以及bIOP差异均无统计学意义（均为P>0.05），BCVA差异具有统计学意义(P<0.001)，其中，对照组受试者的BCVA优于轻度POAG组患者（P<0.001），轻度POAG组患者的BCVA优于中度POAG组患者（P=0.009），中度和重度POAG组患者的BCVA相似（P>0.05）。4组受试者间MD两两比较差异均具有统计学意义(均为P<0.001)。重度POAG组患者应用的降眼压药物种类数多于轻度、中度POAG组患者(均为P<0.001)，轻度和中度POAG组患者应用的降眼压药物种类数差异无统计学意义（P=0.904）（表1）。
2.2 角膜生物力学参数分析 4组受试者间CCT、A1L、A2L、A2V、HCT、DAratio、PD的差异均无统计学意义（均为P>0.05），A1T、A1V、A2T、CCR、SP-A1的差异均具有统计学意义（均为P<0.05）（表2）。两两比较结果显示，轻度POAG组患者与对照组受试者相比，A1T较长（P=0.002）、A1V较慢（P=0.028）、A2T较短（P<0.001）、CCR较大（P=0.001），但SP-A1差异无统计学意义（P>0.05）；重度POAG患者的A1T长于轻度、中度POAG组患者（均为P<0.001），轻度、中度POAG组患者间A1T差异无统计学意义（P=0.846），轻度POAG组患者的CCR、SP-A1均大于重度POAG组患者（P=0.001、0.037），中度POAG组患者与轻度、重度POAG 组患者相比，CCR、SP-A1差异均无统计学意义（均为P>0.05）；3组POAG患者间A1V和A2T相比差异均无统计学意义（均为P>0.05）。
将对照组受试者与POAG组患者比较有显著差异的5项角膜生物力学参数纳入ROC曲线分析，结果见表3。可见，A2T对POAG预测的敏感度为0.842，特异度为0.903，是对POAG预测价值较高的指标，而SP-A1的预测效果较低。
2.3 黄斑区视敏度及固视分析 各象限及总体MS在对照组受试者及轻度、中度、重度POAG组患者间均呈逐渐降低趋势（均为P<0.05）。轻度、中度、重度POAG组患者视网膜中央MS均较周围其他区域低（均为P<0.05）。四个象限间相比，轻度POAG患者颞下象限的MS受累最严重（均为P<0.05），中度POAG患者鼻下、颞下象限的MS受累较重，颞下象限最重（均为P<0.05），重度POAG组患者四个象限MS相比差异无统计学意义（P=0.705）（表4）。
固视分析结果显示，轻度POAG组45眼中固视稳定者32眼，相对不稳定者13眼；中度POAG组36眼中固视稳定者24眼，相对不稳定者12眼；重度POAG组21眼中固视稳定者9眼，相对不稳定者12眼；对照组30眼均固视稳定。对照组受试者和轻度、中度、重度POAG组患者的P1分别为（95.93±0.98）%、（82.91±12.90）%、（80.33±13.09）%、（71.00±15.90）%，P2分别为（98.30±1.12）%、（96.62±3.69）%、（96.22±3.07）%、（92.43±4.81）%。经统计学处理，轻度、中度POAG组患者P1值均低于对照组受试者（均为P<0.05），P2值与对照组受试者相比差异均无统计学意义（P=0.210、0.079），重度POAG组患者的P1、P2值均低于对照组受试者和轻度、中度POAG组患者（均为P<0.05）。
2.4 POAG患者角膜生物力学参数与黄斑区MS相关性分析 POAG组患者A1T、A1V、A2T、CCR、SP-A1与各象限及总体MS的相关性分析结果见表5。其中，A2T与颞下象限MS呈正相关（P=0.010），CCR与各象限及总体MS均呈正相关（均为P<0.05），SP-A1与鼻上象限MS呈正相关（P=0.012），A1T、A1V与各象限及总体MS均无相关性（均为P>0.05）。POAG组患者与对照组受试者无差异的角膜生物力学参数（CCT、A1L、A2L、A2V、HCT、DAratio、PD）与各象限及总体MS均无相关性（均为P>0.05）。
3 讨论
高眼压是青光眼最重要的危险因素，目前控制眼压仍是降低青光眼发生和进展的最有效方法。近些年来，许多学者开始关注角膜生物力学参数的影响，尤其是CCT已经被确定为青光眼发生和发展的独立危险因素［11］。角膜生物力学特性可能与眼后极部组织，如盘周巩膜和筛板的黏弹性有关，并在某种程度上反映了视盘复合体对高眼压的耐受性。Reichert眼反应分析仪是第一个能够确定活体角膜生物力学特性的设备，它通过分析角膜接受脉冲气流时的形变反应来测量角膜滞后量和角膜阻力因子，从而量化角膜的黏性阻力和弹性阻力［12］。Pillunat等［13］研究证明，角膜滞后量和角膜阻力因子的降低可能是青光眼患者疾病进展的标志，应更积极地治疗并频繁地监测眼压。但Reichert眼反应分析仪无法动态监测角膜形变的全过程，Corvis ST角膜生物力学分析仪是一种测量角膜生物力学的新型设备，它能够实时记录角膜受压形变及恢复的整个动态过程，经过专业软件分析后显示于控制面板中，并同时获得角膜生物力学参数。
本研究得出在等效球镜度、bIOP和CCT匹配的条件下，对照组受试者及轻度、中度、重度POAG组患者的A1T、A1V、A2T、CCR、SP-A1的差异均有统计学意义。对视野改变不明显的轻度POAG患者而言，与对照组受试者相比，其A1T较长、A1V较慢、A2T较短、CCR较大，这为POAG的早期诊断提供一定帮助。Wang等［14］研究显示，不易形变的角膜到达第一压平的速度较慢(A1T和A1L较长、A1V较慢)，最大压陷时凹面更小 (PD和CCR较大)，达到第二压平的速度较快(A2T较短，A2L较长，A2V较快)。结合本研究结果可见，POAG患者的角膜形变能力低于对照组。Downs等［15］研究发现，在慢性眼压升高的早期患眼便会出现盘周巩膜硬度的增加（上象限和下象限）。Quigley等［16］研究显示，弹性蛋白和胶原蛋白形态和功能的改变可能影响了盘周巩膜和筛板的生物力学特性，而角膜与巩膜的胶原纤维鞘相互连接，所以可推测角膜的形变能力也会变差。本研究结果显示，重度POAG患者的A1T长于轻度、中度POAG患者，CCR、SP-A1小于轻度POAG患者。Jung等［17］认为，重度POAG患者角膜性质发生变化，使角膜更易形变，并且重度POAG患者常有更长的病程及应用更多的抗青光眼药物，这都会导致其角膜最大压陷幅度的增加，促使A1T的延长和CCR的减小。Vinciguerra等［3］研究发现，POAG患者角膜硬度学参数SP-A1显著降低，特别是正常眼压青光眼患者，且角膜硬度小的患者更易出现视野的丢失。AUC作为预测模型的评价标准，其值越接近于1证明指标预测的真实性越高。本研究结果显示，A2T的AUC为0.873，其预测效果较好，而Miki等［18］进行ROC分析得出A1T和CCR具有更好的预测性能。由于角膜生物力学参数受多种因素的影响，我们不建议临床中使用单一参数作为POAG的诊断指标，但角膜生物力学参数可以更准确地辅助诊断青光眼。
HFA标准视野计在POAG的诊断中具有不可替代的应用价值，然而它依赖于眼球稳定的中央固视，具有显著的测量变异性，患者的配合程度以及测量过程中眼球的运动均影响结果的可靠性［19］。MP-3微视野计是一种新型视功能检查设备，较标准自动视野计有以下优势：其一，具有动眼追踪功能，尤其是对于旁中心固视或者固视不稳定的患者，它能够通过眼位跟踪器不断调整偏心固视和固视缺失，并校正固视中刺激位置的变化，同时分析固视稳定性［20］；其二，能够在评估MS的同时直观地观察眼底，并将测得的MS叠加于眼底照相中，将黄斑区结构上的病理改变和功能改变精确对应［21］；其三，MP-3微视野计与传统视野计测得的MS具有显著相关性，但微视野计能够更精确地定位，且灵敏度与准确性更高，能够更早地分辨光敏感度的细微变化，从而帮助发现早期病变［9］。既往研究多认为青光眼早期仅影响周边视功能，而近些年早期青光眼患者黄斑区的损伤逐渐受到关注［22］。Huang等［23］研究认为,早期青光眼患者便存在黄斑区视网膜神经节细胞的丢失，此时标准视野计可能无法检测到异常，而微视野计在中央2°内便有8个检测位点，其敏感度显著提高，故MP-3微视野计在青光眼的管理方面具有好的应用前景。目前微视野计多用于眼底病，尤其是黄斑区疾病的诊断与评估，但其在青光眼中的应用研究较少。
本研究结果显示，轻度POAG患者的各个象限及总体的MS均低于对照组，随着青光眼严重程度的增加，MS逐渐降低；分析四个象限的MS后得出，轻度POAG患者颞下象限MS下降最明显，中度POAG患者在其基础上开始出现鼻下象限MS的下降，重度POAG患者四个象限的MS下降程度相似，而轻度、中度、重度POAG患者的中央MS均受累最重。Phuljhele等［24］研究显示，早期青光眼患者会出现黄斑中央MS的显著下降，并且微视野计能发现标准视野计监测不出的早期病变。Huang等［23］同样证明了POAG患者在早、中期已经出现了MS的下降，且颞下象限受累最重，这与本研究结果相似。可见微视野计测得的黄斑区MS在POAG的早期诊断及病情评估中具有一定的参考价值，且颞下象限和中央区为POAG最先受累的区域，这可能是黄斑区颞下象限毛细血管密度较低所致［25］。固视稳定性是评价视功能的另一个重要指标。本研究结果显示，轻度、中度POAG患者P1减少，重度患者P1、P2均减少。故轻度POAG患者便会出现2°范围内固视稳定性的降低，而重度POAG患者会出现4°范围内固视稳定性的显著降低。Shi等［25］研究同样证明早、中期POAG患者便会出现固视稳定性的降低。田甜等［26］研究表明，青光眼患者在微视野计发现MS损害而标准视野计尚未检测出视野缺损时即可出现固视稳定性的下降。
对POAG患者角膜生物力学参数与MS进行相关性分析结果显示，A2T与颞下象限MS呈正相关，CCR与各象限及总体MS均呈正相关，SP-A1与鼻上象限MS呈正相关。杜绍林等［27］研究发现，角膜生物力学特性与视盘生物力学特性显著相关，角膜黏弹性的差异会导致青光眼患者对同等眼压的耐受力不同。角膜黏弹性较差的患者，视网膜对眼压的耐受力较差，可能会引起视敏度的下降，本研究仅得出少数角膜生物力学参数与黄斑区MS具有相关性，具体机制及更深入的相关性分析有待进一步研究。
本研究存在一定的局限性。首先，未考虑到患者使用抗青光眼药物的种类、时间，以及患者的病程对结果可能产生的影响。未来应针对用药及病程情况等对病例进一步分组，从而提高结果的可靠性。其次，未能对患者进行动态随访，本研究仅初步预测角膜生物力学分析仪及微视野计有助于POAG患者的病情评估，但其对病情评估的准确性及实用性还应通过动态随访准确评价。
综上所述，轻度POAG患者即出现角膜生物力学参数的改变，其中A1T较长、A1V较慢、A2T较短、CCR较大，A2T是对POAG预测价值较高的指标。POAG患者黄斑区中央及鼻上、颞上、颞下、鼻下MS均降低，中央和颞下象限下降最明显，同时出现固视稳定性的降低。角膜生物力学分析仪及微视野计检查均有助于对POAG患者的早期诊断及病情评估。