引用本文
石迎辉, 周会敏, 刘婷, 张露露, 张井枝, 李阳光. 配戴散光设计型角膜塑形镜对人眼像差的影响[J]. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2017,19(11): 677-681.
Yinghui Shi, Huimin Zhou, Ting Liu, Lulu Zhang, Jingzhi Zhang, Yangguang Li. Ocular Higher Order Aberration Changes after Wearing Toric Orthokeratology Lenses[J]. CHINESE JOURNAL OF OPTOMETRY OPHTHALMOLOGY AND VISUAL SCIENCE, 2017,19(11): 677-681.  
Doi:10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2017.11.008
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配戴散光设计型角膜塑形镜对人眼像差的影响
石迎辉, 周会敏, 刘婷, 张露露, 张井枝, 李阳光
450000 河南郑州石迎辉眼科诊所
通信作者：石迎辉,Email：1943207791@qq.com
收稿日期: 2017-06-07
摘要

目的:通过观察散光设计型角膜塑形镜配戴后人眼高阶像差的变化,评价该角膜塑形镜对人眼视觉质量的影响。方法:回顾性研究。选取石迎辉眼科诊所门诊2015年2月至2016年8月期间配戴散光设计型角膜塑形镜患者25例（50眼）,测量配戴塑形镜前,戴镜后1个月、3个月、6个月、1年,在5、7 mm瞳孔直径下的高阶像差均方根（RMS）值。戴镜前后各像差值比较采用重复测量方差分析,各组间比较采用LSD检验,当校正系数Epsilon < 0.7时,采用Bonferroni法进行两两比较。结果:戴镜后在5 mm和7 mm瞳孔直径时像散、彗差、球差、剩余像差及总高阶像差较戴镜前均增加,差异有统计学意义（5 mm：F=5.15、11.11、10.73、6.95、11.18,均P < 0.05; 7 mm：F=2.93、4.71、9.34、5.01、5.70,均P < 0.05）。随着戴镜时间的延长,各像差值逐渐增大,戴镜3个月时达到最大值,随后逐渐降低。结论:角膜散光较大患者配戴散光设计型角膜塑形镜后高阶像差增加,人眼视觉质量下降。

关键词: 近视; 散光设计型角膜塑形镜; 高阶像差; 散光
Ocular Higher Order Aberration Changes after Wearing Toric Orthokeratology Lenses
Yinghui Shi, Huimin Zhou, Ting Liu, Lulu Zhang, Jingzhi Zhang, Yangguang Li
Henan Zhengzhou Shiyinghui Eye Clinic, Zhengzhou 450000, China
Corresponding author:Yinghui Shi, Henan Zhengzhou Shiyinghui Eye Clinic, Zhengzhou 450000, China (Email: 1943207791@qq.com)
Abstract

Objective: To evaluate vision quality by observing the changes of ocular higher order aberration after wearing toric orthokeratology lenses.Methods: In this retrospective case series, the higher order aberrations (HOA) of both eyes of 25 toric orthokeratology lenses users, who had no ocular diseases other than myopia, were quantified with the CSO-Modia Wave wavefront analyzer from February 2015 to August 2016. Zernike polynomials were used to describe the wavefront measurements. Root mean square values of the total HOAs, total coma, total spherical, total astigmatism, and residual aberrations were obtained in the same eyes before and at 1-, 3-, 6-, and 12-months after fitting the contact lenses. The general linear model for repeated measurements and Bonferroni tests were used to analyze the data.Results: After wearing the lenses, in 5 mm and 7 mm pupil diameter astigmatism aberration, coma, spherical aberration, residual aberration and total higher order aberration were increased compare to before wearing, the difference was statistically significant (5 mm: F=5.15, 11.11, 10.73, 6.95, 11.18, respectively, all P < 0.05; 7 mm: F=2.93, 4.71, 9.34, 5.01, 5.70, respectively, all P < 0.05). The aberration values increased gradually after lens wear. The values peaked at three months, and then gradually decreased.Conclusions: Wavefront analysis showed that the total HOAs, total coma, total spherical aberration, total astigmatism, and residual aberrations were increased after toric orthokeratology lenses wear. Toric orthokeratology lenses reduced the quality of vision in the subjects of this study.

Keyword: myopia; toric orthokeratology lenses; high order aberrations; astigmatism

角膜塑形镜可以有效改善日间视力, 控制近视进展, 在临床中应用日渐广泛。戴镜后日间视觉质量也是目前研究的热点, 有文献表明, 配戴普通设计的角膜塑形镜后尽管矫正视力良好, 但角膜形态改变引起像差增大, 使人眼视觉质量下降[1, 2, 3, 4, 5]。而角膜表面散光较大（≥ -1.50 D或角膜前表面中央和周边高度相差31 μ m）的近视患者, 配戴普通设计角膜塑形镜后往往不能获得良好的定位, 导致验配失败[6]。为改善这种情况, 散光设计型角膜塑形镜应运而生, 并已广泛应用于临床。它能改善镜片中心定位, 提高配戴者的日间视力。但配戴散光设计型角膜塑形镜后人眼视觉质量有何改变, 目前相关研究较少。本研究通过观察角膜表面散光> -1.50 D近视患者配戴散光设计型角膜塑形镜后高阶像差的变化, 评价散光设计型角膜塑形镜对人眼视觉质量的影响。

1 对象与方法
1.1 对象

收集我院门诊2015年2月至2016年8月配戴散光设计型角膜塑形镜患者25例（50眼）, 其中男10例, 女15例, 年龄8~18岁, 平均（12.4 ± 2.0）岁。配戴者验配前均进行电脑验光仪、综合验光仪、角膜综合分析仪等常规检查, 记录患者的屈光度, 并根据角膜地形图选择散光设计型角膜塑形镜进行试戴并验配。

1.2 方法

采用意大利CSO-Modi角膜综合分析仪, 分别在戴镜前, 戴镜后1个月、3个月、6个月、1年测量5、7 mm瞳孔大小下的角膜像差值。CSO-Modi角膜综合分析仪利用Placido盘原理、红外线透射技术测量像差, 为确保瞳孔直径符合采集要求, 所有患者均使用托吡卡胺进行睫状肌麻痹, 所有测量均在暗室中进行, 晨起摘镜后2 h内由同一技师操作, 测量3次取均值。

1.3 统计学方法

回顾性研究。采用SPSS 19.0软件对数据进行统计学分析。用Kolmogorov-Smirnov对数据进行正态性检验, 如符合正态分布, 以$\overline{x}$± s表示, 戴镜前后各值比较采用重复测量数据的方差分析, 首先根据球形检验（Mauchly's test of sphericity）的结果判断重复测量数据之间有无相关性, 如存在相关性（P< 0.05）, 采用Greenhouse-Geisser的校正结果。以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 5 mm瞳孔直径与7 mm瞳孔直径像散的比较

像散在戴镜前后不同时间点之间差异有统计学意义（F=4.716, P=0.008）。5 mm瞳孔直径时在戴镜后3个月像散值最高, 随戴镜时间延长逐渐降低。7 mm瞳孔直径时在戴镜后6个月像散值最高。瞳孔直径5 mm时像散显著低于瞳孔直径7 mm。戴镜前后与瞳孔直径之间不存在交互效应（F=1.428, P=0.242）。像散的最大值出现在7 mm瞳孔直径时戴镜后6个月, 最小值出现在5 mm直径下戴镜后1年。见表1。

表1 散光设计型角膜塑形镜配戴前后角膜像散（μ m）的变化 Table 1 Corneal astigmatism aberration (μ m) before and after toric orthokeratology lens wear
2.2 5 mm瞳孔直径与7 mm瞳孔直径彗差的比较

彗差在戴镜前后不同时间点之间差异有统计学意义（F=8.924, P=0.004）。5 mm瞳孔直径时在戴镜后6个月彗差值最高, 随戴镜时间延长逐渐降低。瞳孔直径7 mm时在戴镜后6个月彗差值最高。瞳孔直径5 mm彗差显著低于瞳孔直径7 mm。戴镜前后与瞳孔直径之间不存在交互效应（F=1.958, P=0.146）。见表2。

表2 散光设计型角膜塑形镜配戴前后角膜彗差（μ m）的变化 Table 2 Corneal coma (μ m) before and after toric orthokeratology lens wear
2.3 5 mm瞳孔直径与7 mm瞳孔直径球差的比较

球差在戴镜前后不同时间点之间差异有统计学意义（F=12.886, P=0.001）。瞳孔直径5 mm时在戴镜后6个月球差值最高, 随戴镜时间延长逐渐降低。瞳孔直径7 mm时在戴镜后6个月球差值最高。瞳孔直径5 mm时的球差值显著低于瞳孔直径7 mm时。戴镜前后与瞳孔直径之间不存在交互效应（F=3.136, P=0.081）。见表3。

表3 配戴散光设计型角膜塑形镜配戴前后角膜球差（μ m）的变化 Table 3 Corneal spherical aberration (μ m) before and after toric orthokeratology lens wear
2.4 5 mm瞳孔直径与7 mm瞳孔直径剩余像差的比较

剩余像差在戴镜前后不同时间点之间差异有统计学意义（F=8.579, P=0.005）。瞳孔直径5 mm时在戴镜后3个月剩余像差值最高, 随戴镜时间延长逐渐降低。瞳孔直径7 mm时在戴镜后6个月剩余像差值最高。瞳孔直径5 mm时剩余像差值显著低于瞳孔直径7 mm时。戴镜前后与瞳孔直径之间不存在交互效应（F=2.002, P=0.138）。见表4。

表4 散光设计型角膜塑形镜配戴前后角膜剩余像差（μ m）的变化 Table 4 Corneal residual aberration (μ m) before and after toric orthokeratology lens wear
2.5 5 mm瞳孔直径与7 mm瞳孔直径高阶像差的比较

高阶像差在戴镜前后不同时间点之间差异有统计学意义（F=10.339, P=0.002）。瞳孔直径5 mm时在戴镜后3个月高阶像差值最高, 随戴镜时间延长逐渐降低。瞳孔直径7 mm时在戴镜后6个月高阶像差值最高。瞳孔直径5 mm时高阶像差值显著低于瞳孔直径7 mm时。戴镜前后与瞳孔直径之间不存在交互效应（F=2.152, P=0.121）。见表5。

表5 散光设计型角膜塑形镜配戴前后角膜总高阶像差（μ m）的变化 Table 5 Corneal total higher-order aberration (μ m) before and after toric orthokeratology lens wear
3 讨论

像差是临床上客观评价人眼视觉质量的指标之一[5, 6, 7, 8, 15]。像差主要来源于角膜、晶状体及其他眼内结构, 而角膜接触镜可改变角膜表面形状, 势必会引起人眼像差的变化, 从而对视觉质量产生影响。临床中许多角膜塑形镜配戴者, 尽管矫正视力良好, 但仍有重影、眩光、视物变形等视觉质量异常的症状出现。Hiraoka等[5]研究认为, 即使角膜塑形镜配适良好, 仍会引起人眼像差的增加。对于角膜散光较高（> 1.50 D）的近视患者, 角膜前表面曲率的不规则会导致像差尤其是彗差的增大, 从而影响视觉质量[11]。角膜表面的散光可造成角膜前表面高度的差异（相差31 μ m）[6], 也会给角膜塑形镜的验配增加难度, 往往导致镜片偏位从而影响镜片矫正效果和配戴者日间视力。临床中发现, 角膜散光较高的近视患者配戴普通设计角膜塑形镜, 往往会出现镜片偏位的情况, 不仅不能获得良好的日间视力, 而且配戴后会造成人眼高阶像差显著增加[12]。散光设计的角膜塑形镜由于4个弧区一致设计为相互垂直的不同曲率, 能更加吻合角膜前表面形态, 改善镜片定位及日间视力[12, 13, 14]。即使配戴了改善定位的散光设计型角膜塑形镜, 中心定位良好, 矫正视力1.0, 但仍有部分配戴者有重影、眩光等影响视觉质量的症状出现。本研究发现, 戴镜1年后总高阶像差、球差、彗差、像散、剩余像差（瞳孔直径5 mm或7 mm）均较戴镜前增加, 差异有统计学意义（P < 0.05）, 说明散光设计型角膜塑形镜即使改善了定位, 白天矫正视力良好, 和普通设计角膜塑形镜一样, 配戴后仍然会使各项高阶像差增加, 视觉质量降低。

本研究显示, 配戴散光型角膜塑形镜后尤以球差、彗差的增加更明显。球差和彗差是人眼主要的高阶像差。球差的产生主要是由于透镜周边部的屈光力和中央有差异, 角膜配戴塑形镜后, 只能使角膜中央基弧区约6 mm区域的屈光力产生改变, 反转弧区的变化和基弧区相反, 周边区则未产生改变, 角膜各区屈光力变化不一致使总体球差增加。彗差和像散属于轴外像差, 角膜表面的散光及偏位可引起彗差的增加, 虽然双轴设计能改善镜片定位, 角膜各区屈光力变化不一致同样使彗差和像散增加。随戴镜时间延长, 球差、慧差及像散逐渐增加, 3个月后趋于稳定[6]。

本研究还发现, 整体及各项像差变化有一定的规律：戴镜3个月后, 部分像差达到最大值, 随后趋于稳定。这可能是随着配戴时间的延长, 角膜中央矫正区域逐渐均匀、面积不断变大, 3个月时作用达到最大化, 而后中央及周边区的像差趋于稳定[6]。

瞳孔在人眼成像系统中起栅栏作用, 瞳孔越大, 高阶像差越大。本研究中, 7 mm瞳孔直径下像差较5 mm瞳孔像差大, 差异有统计学意义, 说明瞳孔直径始终是决定高阶像差大小的关键因素。特别是配戴角膜塑形镜后, 小瞳孔更能减少高阶像差, 提高视觉质量。提示眼科医师在验配时应关注瞳孔直径, 根据测量结果定制光学区和瞳孔直径相适应的镜片, 可最大程度地提高视觉质量。

综上所述, 散光设计型角膜塑形镜尽管能取得较理想定位及日间视力, 但仍然使像差增加, 影响配戴眼视觉质量, 同普通设计角膜塑形镜对像差的影响相一致。如何减少像差来提高配戴者的视觉质量, 仍然是所有验配师所追求的目标。规范的验配流程及个性化的减少像差的镜片设计（包括镜片基弧、反转弧、镜片直径的设计）势必在临床应用中日渐受到重视。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 石迎辉：收集数据, 参与选题、设计及资料的分析和解释, 撰写论文; 对编辑部的修改意见进行修改。周会敏、刘婷、张露露：收集数据, 参与选题、设计及资料的分析解释, 对编辑部的修改意见进行修改。张井枝、李阳光：参与选题、设计、资料的分析和解释, 修改论文中关键性结果、结论, 对编辑部的修改意见进行核修

The authors have declared that no competing interests exist.

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