作者：张佳，吕帆，贺极苍，王勤美，陈世豪    作者单位：温州医学院附属眼视光医院，浙江 温州 325027；2．美国新英格兰视光学院，波士顿 麻萨诸塞州 02115

    【摘要】  目的 研究正常人全眼像差、角膜前表面像差和眼内压（intraocular pressure，IOP）、中央角膜厚度（central corneal thickness，CCT）的日间波动规律、相互关系及影响因素。方法 选择20例测试对象（20只右眼），于一天的三个时间点（早：8：00am~8：30am，午：1：00pm~1：30pm，晚：6：00pm~6：30pm）使用Humphrey角膜地形图和Hartmann-Shack原理设计的WASCA波前像差分析仪分别测量角膜前表面像差和全眼像差，在6.0 mm分析直径下，取2~4阶12项Zernike系数进行分析。使用Canon非接触式眼内压计和TOMEY角膜测厚仪分别测量IOP及CCT。采用SPSS 13.0统计软件对所测数据进行分析。结果 IOP、CCT的日波动呈下降趋势，差异有统计学意义。角膜前表面像差日波动差异有统计学意义的为C13，呈增加趋势；全眼像差日波动差异有统计学意义的为C7，呈下降趋势。全眼像差C7与CCT日波动量呈正相关，而角膜前表面像差C13与CCT日波动量无相关性；两者与IOP日波动量均无相关性。结论 IOP和CCT的日波动呈下降趋势。角膜前表面像差C13的波动可能由眼睑压力造成的角膜少许变形引起，而全眼像差C7与角膜水肿的消退有关。

    【关键词】  像差；眼内压；中央角膜厚度；日波动

    任何一个光学系统，包括眼球都会产生像差，眼球的总像差（全眼像差）可分为角膜像差（角膜前表面像差）和眼内像差（包括角膜后表面像差和晶状体像差，晶状体像差为主）。眼球的许多生理参数会发生日波动，包括眼内压（intraocular pressure，IOP）[1]、中央角膜厚度（central corneal thickness，CCT）[2]、角膜曲率[3]、调节量[4-5]等，这些眼球参数的波动可能改变角膜及全眼的像差。本研究探讨的是IOP、CCT、角膜前表面像差、全眼像差的日波动规律以及IOP、CCT的变化对像差的影响。通过了解IOP、CCT波动与角膜、全眼像差波动间的关系，以期对临床上像差引导的屈光手术、角膜接触镜及人工晶状体等改变眼球光学结构的屈光矫正方法的设计及应用有一定的指导意义。

    1  材料和方法

    1.1  研究对象  研究选用温州医学院职工或学生20位（20只右眼）。其中，男女比例1：1；年龄为21～27岁，平均年龄（24.3±1.8）岁；等效球镜度数为-8.50～-0.13 D，平均为（-3.31±2.40）D。其中角膜接触镜配戴者软性角膜接触镜停戴2周以上，硬性角膜接触镜停戴4周以上，且所有患者无明显眼部活动性炎症、眼部外伤及手术史。

    1.2  仪器和设备  角膜前表面像差和全眼球像差分别采用Humphrey计算机辅助角膜地形图仪[Carl Zeiss ophthalmic systems ATLAS Version A12(0006)]和以Hartmann-Shack为原理的WASCA波前像差分析仪（Complete Ophthalmic Analysis System， version 1.41.6.， Carl Zeiss Meditec）进行测量。IOP的测量仪器为非接触式眼内压测量仪（Canon Tonometer X-10，Japan），最后用TOMEY角膜测厚仪（Pachymeter SP-3000，TOMEY CORPORATION， Japan）测量CCT。

    1.3  检查方法  ①采用Humphrey角膜地形图仪对角膜前表面摄像，输出曲率和高度等数据，用于角膜前表面像差的转换，每只眼测量3次。②所有被测量者的瞳孔直径都在暗室中自然散大至6.0 mm以上，再用WASCA波前像差分析仪测量全眼像差，可得到2~4阶12项像差，每只眼测量3次。③IOP测量，每只眼测量3次后自动打印出结果。④CCT测量（至少在被测者清醒1 h 后进行），角膜表面以0.5%的普鲁卡因表面麻醉后，用TOMEY角膜测厚仪在角膜中央进行测量，每只眼测量10次。所有测量均由同一检查者分别于三个时间点（早：8：00am～8：30am，午：1：00pm～1：30pm，晚：6：00pm～6：30pm）完成，并取平均值进行分析。

    1.4  数据处理  所用像差表达方式采用2000年美国光学学会（Optic Society of America，OSA）的标准。角膜前表面的曲率和高度数据输出后，经Matlab光路追迹的转换程序生成角膜前表面像差，主要分析2~4阶12项Zernike项。为了与全眼像差的分析直径（6.0 mm）相匹配，角膜表面的像差分析直径调整至6.04 mm，该角膜区域边缘大致在12~14个Placido环附近。由于WASCA像差仪是以眼的入瞳中心为中心点测量的，而由Humphrey角膜地形图所得角膜像差是以角膜顶点为中心的，因此再将角膜像差关于入瞳中心移位。Humphrey角膜地形图在测量大直径角膜像差时，往往会高估球差，因此本研究采用贺极苍（本文作者之一）提供的球差矫正程序对角膜球差进行矫正。

    1.5  统计学方法  研究所得数据应用SPSS 13.0统计软件进行统计学分析。为研究各参数的日波动规律，三个不同时间点（早、中、晚）测量的IOP、CCT及像差数值之间的比较采用重复测量方差分析。为了探究IOP、CCT的变化是否影响像差的变化，再将统计结果显示有统计学意义的像差日波动量与CCT日波动量（均为正态分布）之间进行Pearson相关分析。由于IOP的测量结果受CCT的影响，像差日波动量与IOP日波动量之间采用偏相关分析。

    2  结果

    2.1  各参数日波动

    2.1.1  IOP  三个时间段的IOP分别为（12.2±1.8）mmHg、（11.4±1.5）mmHg、（11.1±1.5）mmHg。早、晚差异有统计学意义（P=0.003），呈下降趋势。

    2.1.2  CCT  三个时间段的CCT分别为（528.2±24.8）μm、（525.7±24.6）μm、（524.5±23.2）μm。早、晚差异有统计学意义（P=0.019），亦呈下降趋势，与IOP日波动一致。

    2.1.3  角膜前表面像差  C5、C13在不同时间点的差异有统计学意义，具体如下：①C5，午、晚差异有统计学意义（P=0.012），减少了（-0.044±0.078）μm。②C13，早、晚差异有统计学意义（P=0.036），增加了（0.015±0.028）μm（见图1）。

    2.1.4  全眼像差   C7、C12在不同时间点的差异有统计学意义，具体如下：①C7，早、午差异有统计学意义（P=0.005），减少了（0.027±0.038）μm；早、晚差异亦有统计学意义（P=0.007），减少了（0.039±0.071）μm（见图2），傍晚的测量平均值虽为负值，但十分接近于0 μm，可认为早、晚差异0.030 μm。②C12，早、午差异有统计学意义（P=0.017），增加了（0.020±0.033）μm。

    2.2  像差日波动量与IOP、CCT日波动量之间的相关性  角膜前表面像差C13日波动量与IOP、CCT日波动量无相关性；全眼像差C7日波动量与CCT日波动量呈正相关（r2=0.223，P=0.035）（见图3），但它与IOP日波动量无相关性。

    3  讨论

    以往研究表明，正常人IOP波动值在4~6 mmHg范围[1]，IOP峰值多在中午前出现，日波动呈下降趋势。角膜厚度峰值出现在清晨醒后，约2 h后恢复到睡前水平，14：00后角膜厚度波动不明显[2，6-7]。本研究IOP和CCT的全天变化也表现为下降趋势，与以往的报道相符合[1-2]。

    Qu等[8]所做的研究指出在某个时间段（2：00pm~5：00pm）像差和IOP、CCT之间存在相关性，但IOP、CCT是有一定的波动规律的，它们的波动是否会影响其他眼球参数的变化呢？本研究在探究像差、IOP、CCT日波动规律的同时，还将日波动有统计学意义的像差项与IOP、CCT日波动量做了相关分析。结果表明，像差日波动差异有统计学意义的是角膜前表面像差项C13和全眼球像差项C7。

    角膜前表面像差C13代表90/180方向的二次散光，它在本研究中表现出全天不断增加的趋势，因为未发现C13与IOP、CCT的日波动量之间有相关性，考虑到另外一个作用于角膜的主要力量是眼睑压力，那么它的变化很可能与眼睑对角膜施加压力造成角膜前表面发生少许变形有关。这个结果与Mierdel等[9]所得出的很相似。他们是在一天三个不同时间点（7am，12am，4pm）测量了12只左眼的全眼像差、IOP及CCT，发现只有C13的日波动有统计学意义，并认为这与测试对象（学生）进行长时间的近距离工作有关，近距离工作时眼球处于辐辏状态，眼外肌的力量传递到角膜上从而引起像差的变化。Srivannaboon等[10]也做了像差日波动的研究，发现全眼球像差项C6（垂直三叶草像差）日波动呈增加趋势，但无统计学意义。

    本研究还发现全眼像差C7日波动差异有统计学意义。C7代表垂直方向彗差，全天表现为下降趋势，并且它与CCT日波动量之间也有相关性，虽然相关较微弱（决定系数r2=0.223），但提示角膜水肿的消退可以影响到C7的变化，研究没有发现它与IOP日波动量之间有相关性。不过有些报道指出IOP的波动量与全眼像差的波动相关， Mierdel等[9]发现C11的日波动量与IOP日波动量呈微弱的负相关，而与CCT日波动量相关的有C9、C12和C14，他们认为IOP的变化只是间接影响角膜表面的因素，而角膜厚度的变化可能为直接影响因素。本研究出于探究波动均有统计学意义的参数之间的关系，未对全部像差波动与IOP、CCT波动做相关分析。另外，Asejczyk-Widlicka等[11]也在一天三个不同时间段对17名对象的双眼进行了多个参数的测量，发现IOP和单色像差、角膜曲率半径在中午与下午时间段的波动量有相关性，而未发现早晨与中午时间段的波动量有相关性，他们推测这也许是由长时间的阅读以及中午与下午时间段阅读状态的变化较大引起的。

    在准分子屈光性角膜手术中，一部分的角膜基质会被切削，角膜变薄，角膜表面的形态发生变化，类似于全天角膜水肿消退的过程，当然前者在幅度上远远大于后者，变化的方式也较后者复杂。角膜厚度的生理性变化能引起像差的微小改变，切削过程会将此种影响放大数倍或更高，并且切削后IOP对角膜后表面的作用也会相对增强。中央角膜厚度在切削前后发生变化，从而改变了角膜表面非球面参数（Q值），引起角膜球差增加，这已得到临床研究的证实[12]，但随后出现的Q值引导的屈光手术[13]很好地改善了这个问题。眼球像差不仅受IOP和CCT的影响，还受到其他因素如调节量[4-5]、瞳孔直径变化[14]、瞬目时泪液层的改变[15-16]的影响，本研究中角膜前表面像差C5和全眼像差C12在半天中的差值有统计学意义，这些变化可能与上述因素有关。因此，深入了解这些因素对像差的影响规律，能对临床屈光手术、角膜接触镜的配戴等起到一定的指导意义。

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