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在屈光手术前,筛查角膜扩张性疾病(ECD)至关重要。研究人员开展了上睑结膜外观与角膜生物力学关系的研究。结果发现上睑结膜粗糙度与角膜生物力学弱化有关,尤其是变形幅度(DA)比。该研究有助于解释角膜生物力学异常,为屈光手术筛查提供参考。
在眼科领域,角膜的健康状况一直是备受关注的焦点。尤其是在屈光手术中,角膜的生物力学特性对于手术的安全性和效果起着关键作用。角膜生物力学主要研究角膜对各种力的反应,通过观察角膜组织的变形情况,来预测其在不同条件下的行为表现 ,这对于了解角膜在生理和病理状态下的动态反应意义重大。像角膜扩张性疾病(Ectatic corneal disease,ECD),例如圆锥角膜,其特征就是角膜基质中的胶原纤维取向逐渐丧失,导致角膜生物力学性能减弱 。虽然目前对这类疾病的病因还没有完全明确,但大家都知道,角膜激光屈光手术,如激光原位角膜磨镶术(LASIK)和准分子激光角膜切削术(PRK),在矫正屈光不正的同时,可能会降低角膜的生物力学强度 。所以,在进行屈光手术前,准确评估角膜的生物力学状态,排查 ECD 至关重要。
然而,现有的角膜生物力学评估存在不少问题。一方面,虽然 Corvis Scheimpflug 技术(Corvis ST)等先进技术能够测量角膜变形,并提供一系列新的参数,但由于缺乏标准化的临界值,不同人群中这些参数的参考范围不明确,使得它们在临床实践中的应用受到限制 。另一方面,即使角膜的断层扫描 / 地形图显示正常,有时也会检测到生物力学参数的细微异常,却无法解释原因。而且,像过敏性结膜炎、接触镜使用、软性眼睑综合征(Floppy eyelid syndrome,FES)等情况都可能影响角膜的生物力学性能,但具体的病理生理机制尚未完全清楚。这些情况往往伴随着上睑结膜的乳头反应和结膜不规则等表现,因此研究人员推测,结膜与角膜在眨眼过程中的机械相互作用,可能通过直接摩擦或炎症反应,引发角膜局部生物力学的改变。基于此,来自泰国清迈大学(Chiang Mai University)的研究人员开展了一项研究,旨在探究上睑结膜外观与角膜生物力学特性之间的关联,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
为了深入研究这个问题,研究人员采用了多种关键技术方法。在临床评估方面,他们对参与者的上睑结膜进行详细检查,包括对软性眼睑的严重程度进行分级,通过特定的分级标准,观察上睑结膜的可见程度来判断;同时,利用眼研究所(Institute for Eye Research,IER)的分级量表,在标准化条件下对翻转后的上睑结膜的粗糙度和发红 / 血管化程度进行评分,并记录各区域是否存在疤痕 。在角膜成像技术上,运用 Corneal Visualization Scheimpflug Technology(Corvis ST)分析角膜生物力学,获取如角膜顶点在首次向内压平的速度(A1 velocity)、中心变形与中心两侧 2mm 处平均变形的最大比值(DA ratio)等多项参数;还使用 Pentacam 软件对角膜地形图和断层扫描进行分析,得到角膜曲率(Keratometry,K)、中央角膜厚度(Central corneal thickness,CCT)等参数 。研究样本来自 2023 年 7 月至 2024 年 1 月在清迈大学 LASIK 中心进行筛查的参与者,共纳入 217 名参与者的 434 只眼睛。
下面来看看具体的研究结果:
- 参与者基本情况:参与研究的人群中,女性占比 70.5%(153/217) ,平均年龄为 33.4(±8.3)岁 。约 23.0%(50/217)的参与者有眼部过敏史,54.4%(236/434)的眼睛有接触镜使用史,接触镜使用的中位时间为 2(0,10)年 。
- 上睑结膜特征:整体上,结膜粗糙度总分的中位数(IQR)为 2(0,5) ,在 1、4、5 区粗糙度最高;结膜发红总分的中位数(IQR)为 5(4,8) ,在各个区域分布较为均匀。值得注意的是,有 55 只眼睛(12.7%)出现了结膜疤痕,其中 1 区疤痕最为明显。此外,29.0%(126/434)的眼睛检测出软性眼睑综合征,其中 26.7%(116/434)为 1 级软性眼睑,2.3%(10/434)为 2 级软性眼睑 。
- 生物力学指标相关性:多变量分析显示,角膜生物力学指数(Corvis Biomechanical Index,CBI)与年龄(系数 -0.002,95% CI 0.003 至 -0.0,p=0.03)和接触镜使用(系数 0.048,95% CI 0.021 至 0.075,p=0.001)有关;首次向内压平的刚度参数(SP - A1)与年龄(系数 -0.163,95% CI 0.027 至 0.298,p=0.02)有关;积分半径(Integrated radius,IR)与接触镜使用(系数 0.173,95% CI 0.034 至 0.312,p=0.01)和软性眼睑(系数 0.182,95% CI 0.026 至 0.337,p=0.02)有关;DA ratio 与总结膜粗糙度评分(系数 0.009,95% CI 0.001 至 0.017,p=0.04)有关;应力 - 应变指数(Stress - Strain Index,SSI)与年龄(系数 0.004,95% CI 0.002 至 0.005,p<0.001)、接触镜使用(系数 -0.049,95% CI -0.076 至 -0.023,p<0.001)和软性眼睑(系数 -0.041,95% CI -0.071 至 -0.012,p=0.006)有关 。
从研究结论和讨论部分来看,该研究具有重要意义。研究表明,上睑结膜粗糙度可能与角膜生物力学弱化有关,特别是 DA ratio 增加,意味着角膜组织变软 。这一发现支持了在角膜断层扫描和地形图出现变化之前,就能检测到生物力学弱化的观点,为早期发现角膜问题提供了新的思路。然而,这些结膜变化还不足以改变综合多种生物力学参数的 CBI 和结合角膜断层扫描与生物力学数据的断层扫描和生物力学指数(Tomographic and Biomechanical Index,TBI) 。
此外,研究还发现年龄与 CBI、SP - A1 和 SSI 相关,年轻个体 CBI 增加、SSI 降低,这与之前的荟萃分析结果一致,提示年轻个体圆锥角膜进展风险更高 。虽然眼部过敏与生物力学变化未发现明显关联,但已知过敏性结膜炎、接触镜使用和 FES 等都可能导致角膜生物力学弱化,其具体机制可能涉及炎症反应、机械刺激等多种因素 。不过,目前关于结膜粗糙度是否会导致角膜长期弱化的信息还比较有限。
总的来说,这项研究突出了上睑结膜粗糙度对角膜生物力学弱化的潜在影响,尤其是在接触镜使用者和眼部过敏人群中更为明显。这一研究成果有助于部分解释慢性过敏性结膜炎与圆锥角膜之间的联系,也为解释角膜断层扫描或地形图正常情况下的细微角膜生物力学异常提供了依据 。但未来还需要更多的队列研究,进一步探究结膜变化对角膜生物力学的长期影响,从而为屈光手术的术前评估和角膜健康管理提供更可靠的参考。