评估角膜不对称的近视儿童佩戴角膜塑形镜的效果以及人工智能辅助定制镜片的视觉质量

《Scientific Reports》：Evaluating orthokeratology lens fitting and the visual quality of artificial intelligence-fitted personalized lenses in myopic children with corneal asymmetry

　　

摘要

本研究旨在评估角膜不对称的近视儿童佩戴人工智能（AI）辅助设计的个性化角膜塑形镜（ortho-K镜片）后的镜片适配情况以及视觉质量。回顾性分析纳入了139名角膜不对称的儿童，他们分别接受了不同类型的角膜塑形治疗：传统视觉塑形治疗（VST镜片，n = 53）、角膜屈光矫正治疗（CRT镜片，n = 47）以及AI辅助设计的Optoshare Good Positioning（GP镜片，n = 39）。研究使用Pentacam设备获取的前段角膜图像来计算角膜像差（包括均方根总像差、均方根高阶像差和Zernike像差），并利用MATLAB软件量化镜片偏心程度。数据分析采用了单因素方差分析、皮尔逊相关性分析和多元线性回归模型。一个月后，VST组的镜片平均偏心度（0.84 ± 0.35毫米）显著高于CRT组（0.69 ± 0.22毫米，p = 0.023）和GP组（0.60 ± 0.21毫米，p < 0.001）。所有组的角膜像差均有所增加，其中VST组的彗差Z₃^?1增幅大于GP组（p = 0.002），三叶像差Z₃^?3增幅也高于CRT组（p = 0.014）和GP组（p = 0.029）。镜片偏心度与像差增加呈正相关，而像差变化的标准误差（SE）与像差变化呈负相关。多元回归分析显示，CRT镜片（β = ?0.24，p = 0.008）和GP镜片（β = ?0.38，p < 0.001）的偏心度低于VST镜片。在角膜不对称的儿童中，基于AI设计的个性化GP镜片和CRT镜片在镜片中心定位稳定性方面优于VST镜片，且更能有效控制高阶像差的增加。