《眼科新进展》  2024年6期 499-504   出版日期:2024-06-03   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R
角膜塑形镜的应用及其效果评价研究进展


近年来,近视患者的比例逐年上升,并且呈现低龄化趋势,高度近视的患病率也逐年高升,高度近视容易并发眼底疾病[1],给患者及社会带来众多负面影响,因此,亟需安全、有效的近视防控手段。目前,角膜塑形镜用于延缓近视增长的效果显著(延缓40%~60%)[2],且停戴后不会出现明显反弹等现象[3],使其成为临床常用的近视控制方法。目前关于角膜塑形镜控制近视的原理和机制并没有明确的结论,但根据配戴角膜塑形镜后会引起一系列的光学效应[4]、视觉效应[5]、脉络膜厚度改变[6]等,得出几个相对完善并被大家认可的理论,包括周边离焦学说[7]、像差学说[8]等,这可能是其延缓近视度数增长的关键。因角膜塑形镜控制近视的效果与患者的基线屈光度、眼轴长度、年龄等因素相关[9-10],为了尽可能提升角膜塑形镜的控制效果,研究者们尝试优化镜片设计,或联合使用其他控制方案,以扩大其适用范围,并探索更佳的配适、更优的视觉及更好的近视控制效果。本文将对角膜塑形镜多样的临床应用及其效果作一综述,为临床工作者提供参考。
1 优化镜片设计
现代角膜塑形镜基本包含基弧区、反转弧区、定位弧区、边弧区,因角膜塑形镜各区域的弧度及宽度不同,当过夜配戴角膜塑形镜时,镜片下泪液厚度不均匀分布会形成相对负压,加上眼睑挤压力等作用,可诱导角膜上皮细胞迁移[11],迫使中央的上皮细胞流向中周部,使中央4~5 mm区域的角膜上皮层变薄,并降低角膜前表面屈光力,塑造出治疗区,提升裸眼视力;而中周部宽1.5~2.0 mm区域的角膜前表面曲率增加,形成相对高耸的环形变陡区[12],诱导形成周边近视离焦信号[4]。研究发现,周边近视离焦信号可以促进脉络膜增厚等改变[6],可能是角膜塑形镜延缓近视患者眼轴增长的光学反馈作用;另外,角膜光学区形态上的改变会引起高阶像差的增加[13],同样影响着近视的进展。
临床验配角膜塑形镜时,眼科医生尝试通过新颖的镜片设计方案,如缩小镜片后光学区直径(BOZD)、增加基弧区多焦点设计、非球面设计、增加Jessen因子等方式,以求达到更佳的近视控制效果。
1.1 缩小BOZD
部分临床研究发现,相较于低度数近视儿童,高度数近视儿童配戴角膜塑形镜后往往会有更好的眼轴控制效果[9,14]。Li等[14]通过临床观察发现,近视屈光度越高的儿童,配戴角膜塑形镜后会形成相对较小的治疗区。这给我们带来启示,治疗区大小可能直接或间接地影响着眼轴长度的增长。镜片的BOZD常规为6 mm,临床实践发现,通过减小BOZD可以在角膜中央塑造出相对较小的治疗区,并有更好的眼轴控制效果[15],且并不影响验配成功率及配戴安全性[16-17]。Guo等[18]研究发现,配戴小BOZD(5 mm)组的患者眼轴控制效果更佳,5 mm组与6 mm组患者的轴向增长率分别为(0.04±0.15) mm 和(0.17±0.13)mm,两者差异有统计学意义(P=0.001)。Pauné等[19]和Li等[20]的研究也得出类似的结果。
1.1.1 周边离焦学说分析
基于离焦理论学说进行分析:(1)较小的治疗区间接使角膜中周部的环形变陡区移进瞳孔,带动更多的周边近视离焦信号进入眼内[19],延缓眼轴增长;(2)环形变陡区的宽度和陡峭度同样影响着控制效果,部分小BOZD镜片设计上会把减少的基弧区直径加在反转区上,遂加宽了环形变陡区直径,并且随着镜片降幅的增加,会增加反转区的垂直矢高,进一步提升了环形变陡区的陡峭度[15],增加了近视离焦量的产生,增强了离焦干预作用;(3)环形变陡区与瞳孔区的相互位置也与控制效果有关,既往研究认为,若治疗区居中且环形变陡区完全在瞳孔区时,可达到最佳的近视控制效果[21],而Chu等[22]研究发现,即使治疗区偏心,但在不影响视力且无明显并发症时,也可达到良好的控制效果,可能与治疗区偏心导致相应部分的环形变陡区更加靠近瞳孔中央,增强了局部近视离焦信号有关。
关于周边离焦在近视发展中的作用尚存在一些争议。近视眼和非近视眼本身的周边屈光状态存在差异,大部分近视眼的周边屈光状态呈现为远视性离焦,而非近视眼则为近视性离焦,这表明远视性离焦在近视发病及其进展中起重要作用,减少远视性离焦、增加近视性离焦可能是延缓近视眼轴增长的关键[23]。但Lin等[24]则认为,相对周边远视性离焦状态可能是近视加深的结果,而不是原因。受患者用眼需求、眼部自身的调节状态、眼球形态等影响,也受测量设备局限性的影响,周边屈光状态与眼轴增长之间的因果关系尚无明确的定论。其中,Rotolo等[25]认为,眼球周边的离焦状态无法预测高加索(地中海)地区儿童近视的发生或进展,并且通过操纵周边离焦而获得的减缓近视进展的功效不仅仅是由周边离焦状态驱动的。不同种族、不同年龄对周边离焦状态的敏感性也有差别,对近视控制的影响效果也不一样[26],如多数研究发现,较低年龄青少年对近视离焦的敏感性普遍更强,未来尚需要更直接的证据进一步证实周边离焦对近视进展的影响。
1.1.2 像差学说分析
有研究发现,镜片偏心可以有效减缓眼轴的增长[22,27],这可能与镜片偏心导致较高的高阶像差有关。Huang等[28]发现,多焦软性眼镜组较角膜塑形镜组产生更大的近视离焦和更小的高阶像差,但经过观察发现,多焦软性眼镜组和角膜塑形镜组的眼轴增长分别为(0.37±0.16)mm和(0.28±0.16)mm (P=0.06),这验证了高阶像差对近视控制效果的影响。经过角膜塑形镜的塑形作用,角膜中央变平坦,而中周部变陡峭[29],角膜上皮发生形变,这种形态上的差别通常会产生大量的角膜高阶像差[13,28,30],且小BOZD的镜片相对会产生更多的角膜高阶像差[16,20]。像差对于近视控制有效的原因可能为:高阶像差通过增加景深和减少睫状肌调节,从而减少了调节过程中由睫状体和晶状体产生的机械张力,减轻了脉络膜等结构的轴向牵拉作用,最终延缓了眼轴增长[31]
大部分研究显示,眼部总的高阶像差,如球面像差、彗差和三叶草等,与眼轴增长呈现出明显的负相关关系[32-34]。其中,Hiraoka等[33]发现彗差的变化是延缓眼轴增长最相关的变量,而Lau等[34]的结果显示,球面像差和眼轴增长之间存在显著相关性;相反,Santodomingo-Rubido等[35]却发现,欧洲儿童配戴角膜塑形镜3个月和24个月后,角膜高阶像差变化与眼轴增长之间无显著相关性。像差的大小及类型受众多因素影响,如瞳孔直径、镜片偏心量、泪膜质量、调节因素等,且数据的测量范围也影响其真实性,目前大部分研究局限于测量角膜中心3 mm或5 mm的像差,所以测量结果会有所差异。
另外,高阶像差会对患者的视觉质量造成影响,导致视力低下、幻视、光晕等不良反应,因此,在实际应用角膜塑形镜时,在考虑控制效果的同时更要兼顾术后的视觉质量,合理地调整镜片参数,以达到最佳的匹配,避免对患者生活造成负面影响,尤其是对视觉质量要求较高的患者。
1.1.3 小结
不同个体的角膜生物力学特性并不相同[36],这可能会影响角膜塑形镜的塑形效率。研究发现,BOZD的大小对角膜塑形速度起主导作用[37],BOZD越小,其塑形效率越高,但塑形1周后,大部分角膜都能达到预定的矫正状态[38]
尽管大部分文献提示小BOZD的镜片有更好的近视控制效果,但依旧要考虑年龄、近视进展速度、患者自身瞳孔直径等因素[39]。对于在小学阶段近视度数涨幅较快的儿童,建议倾向于缩小治疗区,增加瞳孔区内的离焦量,以求达到更好的近视控制效果;除此之外,还需根据患者瞳孔大小定制适合的BOZD,以便于增加进入眼内的近视离焦信号,并减少患者的视觉干扰;必要时,可以联合使用低浓度阿托品滴眼液滴眼,以增强近视控制效果[40]
1.2 非球面设计
以往镜片多采取球面、切线设计,近年来,采用非球面设计的镜片得到应用,其设计理念是将镜片的四个区进行非球面定制。Chen等[41]研究发现,基弧区非球面设计的镜片产生的球面像差明显大于球面设计镜片,尤其较低屈光度的患者配戴非球面设计镜片时可产生更多球差,但并不会影响患者的主观视觉感受。相比于球面设计,基弧区非球面设计镜片的周边形状更为陡峭,可诱导更急剧的角膜中心屈光力下降,且经塑形后,其治疗区形态更非球面化[42-43]。Zhang等[44]比较了三种不同设计的角膜塑形镜后发现,塑造出更小和更非球面化的治疗区可能有利于延缓儿童的眼轴增长。Liu等[43]认为,配戴非球面组患者的平均角膜相对屈光力变化和视网膜相对周边屈光力变化均大于球面组,换言之,角膜形态的非球面变化引起更多的中心屈光远视移位以及周边屈光的相对近视移位,这可能是其延缓眼轴增长的原因之一;另一原因可能是角膜中央区域内较大的相对屈光力变化可以带动更多的近视离焦信号进入眼内[45]
角膜从中央到周边表现为非球面状态,镜片各弧段采用非球面化设计,理论上更适配角膜,对于此类镜片在近视控制上呈现出优异的效果,未来尚需要更多的临床试验进一步探讨其奥秘。
1.3 基弧区多焦点设计
Loertscher等[46]采用了一款多焦点角膜塑形镜(图1),镜片中央3.60 mm为视觉矫正区,视觉矫正区之外环绕1.20 mm宽的治疗区(比视觉矫正区多+2.5 D 的矫正量),这两个区域的总面积相当于常规镜片的基弧区面积,相比之下,多焦点镜片可让视轴上的矫正光线形成两个聚焦平面(图2):一个位于视网膜上以提供清晰的视觉,另一个聚焦于视网膜前方,产生+2.50 D的近视性离焦;反转区、定位区设计上与普通角膜塑形镜类似,经过18个月的配戴体验后,多焦点角膜塑形镜的眼轴增长量较常规角膜塑形镜减少了0.173 mm,两者之间差异具有统计学意义(P<0.01)。多焦点角膜塑形镜治疗效果优于常规角膜塑形镜的可能原因是:其比传统角膜塑形镜增加了治疗区,在术眼的视轴区增加了近视性离焦面积[20];另外,配戴多焦点角膜塑形镜后,导致彗差增加,对近视进展可能起到延缓作用。






多焦点角膜塑形镜是一种新的探索,既保留了常规镜片的多弧区设计,又在镜片中央增加了多焦点设计,较常规镜片增多了光学离焦量,但其对视觉的影响、首次验配成功率、安全性等还需要进一步分析,希望有更进一步的研究对其进行更深层次的探讨。
1.4 增加Jesson因子
因角膜上皮组织有“惰性”和“可移动性”,配戴角膜塑形镜后存在日间屈光度数回退的现象,对于中高度近视患者尤为明显,这与角膜塑形镜的Jesson 因子有关,该因子是指在降度基础之上增加的过矫量。为了抵消日间屈光度数回退,基弧区后表面光学区的曲率半径通常需要比目标曲率加更平坦,其设计公式为:基弧区曲率=角膜水平曲率-降幅- Jesson因子,国内镜片的Jesson因子通常设计为0.50~0.75 D[47]
部分研究显示,增加Jessen因子并不会影响角膜塑形镜的定位,反而能加快塑形过程,更快达到目标屈光度[48-49],可能是因为增加了Jesson 因子,塑形压力随之加大,加快了角膜塑形。另有研究显示,增加Jesson 因子可以起到延缓眼轴增长的效果,Lau等[50]为期2年的研究发现,配戴常规Jesson 因子 (0.75 D) 和增加Jesson 因子 (1.75 D) 镜片的参与者的平均轴向增长分别为 (0.53±0.29)mm和(0.35±0.29)mm,增加Jesson 因子组患者的眼轴增长相对减少了34%,而且治疗区面积也更小,推测其原因可能为增加Jessen因子能增加角膜中周部的陡化程度,诱导更高的周边视网膜近视离焦和高阶像差,从而达到此效果[47,51]。Lau等[52]还发现,配戴Jesson 因子为1.75 D的角膜塑形镜后在治疗早期观察到显著的眼轴缩短和脉络膜增厚,但此研究周期仅为1个月,尚需长久的观察加以证实。有研究认为,增加Jesson 因子能更有效地控制中度近视的发展,可能与更大的高阶像差和中心凹下脉络膜增厚有关[53]。Tang等[47]经过1年的研究发现,增加Jesson 因子能使中度近视组患者的眼轴控制效果更佳,但在低度近视患者中的效果却没有明显差异,可能与中度近视组患者中形成的较高的总高阶像差有关,特别是球差。眼球总高阶像差的增加可能是非对称性分布的,可为视网膜提供方向性提示,并补偿性优化图像质量,有利于提高调节离焦状态的准确性,进而改变调节指示、改善调节能力,增加调节灵敏度,从而使眼轴增长减缓[54];另一方面,可能是因为中度近视患者的眼球更趋向于椭球形,视网膜周边的远视性离焦信号更显著,经塑形后,周边远视性离焦信号减少,从而抑制近视发展[55]
研究表明,增加Jessen因子并不影响配适效果[50,56]。Ren等[56]比较了Jessen 因子为 0.75 D和1.75 D的镜片,结果显示,两组患者间的角膜染色发生率未见明显差异;对组间患者进行NEI-RQL-42问卷调查的结果显示,1.75 D组患者白天的视力波动更小,且出现眩光的比例更少,其他项(远视力、近视力等)两组患者间均无显著差异,1.75 D组患者的满意度评分较高。
Jessen因子的设计除了考虑到角膜厚度等因素外,不同地区、不同人群等所采用的Jessen因子也会有所差异,目前基于Jessen因子的研究时间较短、样本量较小,临床上在此方向的研究相对较少,对于是否会影响眼睛调节及能否在长期的配戴期间起到更大的控制作用,还需要进一步研究。临床上单独改动Jessen因子的案例尚属少数,临床使用此种方案时应慎重。
2 联合治疗 
2.1 联合低浓度阿托品眼液
研究发现,角膜塑形镜联合低浓度阿托品滴眼液时,近视控制效果更佳,且与阿托品眼液的浓度呈正相关[40,57-59]。Tan等[57]采用前瞻性随机临床试验结果显示,经过2年治疗后,联合治疗组(角膜塑形镜+0.1 g·L-1阿托品眼液)患者的眼轴增长量小于角膜塑形镜组[(0.17±0.19)mm vs.(0.35±0.20)mm,P<0.001],且联合治疗组患者具有相对较大的高阶像差。Xu等[60]研究发现,年幼的儿童可从联合治疗中受益更多。联合治疗效果较好的原因可能为:(1)瞳孔直径。阿托品的散瞳作用增加了环形变陡区进入光学范围,增强了近视离焦对周边视网膜的离焦干预作用[58]。(2)视觉像差。角膜经过塑形后会增加高阶像差[34],睫状肌麻痹改变了晶状体的形状和厚度,改变了眼部像差分布,另外,散瞳作用增加了眼球的总像差[57],这影响着眼睛生长的光学信号,增强了光学效应,可能是联合治疗协同作用的潜在原因[61]。(3)脉络膜、巩膜结构改变。阿托品眼液作用于视网膜、脉络膜和巩膜的抗毒蕈碱受体,可能通过调控多巴胺的释放而增加脉络膜厚度,也可能通过调控巩膜成纤维细胞干扰了近视眼巩膜重塑[62],另外,周边视网膜近视离焦信号也会诱导脉络膜增厚[6,58],联合治疗可能使脉络膜增厚效应增强[63],从而抑制眼轴增长。(4)视功能改变。Jiang等[64]发现,联合治疗组患者的双眼调节和正相对调节量增加,改善了患者的调节功能,也许是其作用之一。
然而,Chen等[65]的研究展示出另外一种结果,其回顾性分析了完成 3 年角膜塑形镜治疗的73名受试者73眼的眼轴增长量,联合治疗组和单独镜片组受试者的累积眼轴增长量分别为(0.91±0.30)mm 和(0.91±0.24)mm(P=0.262),两者结果并无明显差异,推测其原因可能为:(1)其纳入的患者年龄偏大,眼轴长度的增长随年龄增长和治疗时间的延长而到达平台期;(2)样本量较小,难以表现出统计学差异;(3)其研究纳入人群均为难以控制型近视青少年儿童。
纵使大部分研究认可联合治疗能加强近视患者的控制效果,但其产生的不良反应也应在考虑范围内。部分研究发现[66-67],联合治疗组的患者会出现调节幅度下降和瞳孔直径(明暗)增加的情况,但并不影响远、近视力,联合治疗组与单独治疗组患者之间的总体不良反应发生率并无差异。但当采用联合治疗时仍要密切关注患者的反馈及眼部情况,如炫光、眼胀等不适,监测视力、眼压等,同时联合治疗是否会加重干眼等问题仍需重点关注[68],尽量做到疗效与安全性的平衡。
2.2 联合低度数框架眼镜
部分研究发现[9,69],中高度近视青少年采用角膜塑形镜控制近视的效果优于低度近视人群,可能原因是中高度降幅的镜片塑造出的治疗区较小,高降幅也会使环形变陡区变得更陡峭,加强了近视离焦作用[15];但目标降幅越大越容易发生角膜浅层组织的损伤[70-71],这可能是由于高降幅设计的角膜塑形镜产生了较大的塑形压力,角膜上皮受力过度,从而出现角膜损伤。
对于高度近视人群,采取角膜塑形镜矫正部分屈光度,并联合低度数框架眼镜矫正剩余屈光度,此方案既可以保证角膜安全,又可以达到近视控制目的及良好的矫正视力[70,72]。但采取此种方案手续繁多,且角膜屈光力回弹等不确定因素较多,基于安全及视觉质量等多因素考虑,临床上针对高度近视患者,建议优先推荐使用离焦软镜、离焦硬性透气性角膜接触镜、多焦点框架眼镜等防控手段。
3 结束语
作为专业的角膜塑形镜验配医师,要充分了解各种镜片的特性,掌握患者的基础信息及诉求,如年龄、瞳孔直径、屈光度、近视进展速度、戴镜需求等,采取适合的治疗方案;同时,治疗后的眼部不良反应也要及时跟踪处理,在利弊之间,优先保证患者的眼部健康,为广大青少年的近视防控保驾护航。未来,更安全的近视控制手段,更优质的镜片设计,更高的术后视觉质量,更强的近视控制效果等仍是我们的重点研究方向。