儿童远视正视及中低度近视眼角膜前表面数字模型特性研究

摘要

目的： 分析儿童远视正视及中低度近视眼运用正切曲率半径推算角膜前表面各子午线方向非球面特性，计算分析水平区间子午线Q值分布规律，分析不同屈光状态与Q值的关系。运用数学方法对垂直方向半子午线的Q值进行拟合计算，得出360°子午线范围的Q值，从而得到全角膜前表面的非球面特性，从而完成角膜前表面360°子午线Q值计算数学模型的建立。儿童角膜前表面数字模型同样可以运用于成人角膜，为临床上对成人角膜Q值研究提供理论支持，并为Q值随年龄发育变化提供参考资料。 方法： 将12例近视儿童(右眼)、45例正视儿童(右眼)、27例远视儿童(右眼)，行OrbscanⅡ角膜地形图仪检查，采集、导出角膜前表面间隔0.1mm的360度半子午线正切曲率值Ft。将360条半子午线截痕上距离角膜顶点3.5mm内Ft值代入正切曲率半径公式： 将线性回归方程通过计算机编程的处理系统计算得到各条半子午线Q值，分析角膜水平鼻侧、颞侧区间(330°-29°、150°-209°)Q值分布规律，并分析屈光状态对Q值的影响。将其中10例儿童近视儿童(右眼)、25例正视儿童(右眼)、27例远视儿童(右眼)，Q值决定系数大于0.5及该条半子午线凡值数据点数大于34点的数据放入MATLAB R2009b(矩阵实验室MatrixLaboratory)系统进行拟合计算，得到360°半子午线Q值，并分析角膜360°子午线Q值分布规律。定义60°-119°及240°-299°半子午线为垂直方向子午线，330°-29°及150°-209°半子午线为水平方向半子午线。 结果： 1、进行计算的所有半子午线所得到的决定系数R2均大于或等于0.5。84只眼鼻侧水平区间与颞侧水平区间Q值均在-1与0之间，平均值分别为：-0.42±0.16，-0.23±0.08，且二者差异有统计学意义(t=-9.527，p<0.05)，水平方向Q值平均值为：-0.33±0.16。84只眼鼻侧水平区间与颞侧水平区间r0平均值分别为：7.85±0.24，7.83±0.24，且二者差异有统计学意义(t=3.213，p<0.05)，水平方向r0平均值为：7.84±0.23。鼻侧半子午线Q值与r0在相关性(p<0.05)，颞侧半子午线Q值与r0不存在相关性(p>0.05)。 2、正视组、近视组及远视组水平鼻侧区间Q值单因素方差分析表明：近视组与正视组、近视组与远视组差异有统计学意义(p<0.05)，正视组与远视组差异无统计学意义(p>0.05)。颞侧区间Q值单因素方差分析表明：正视组、近视组、远视组之间均无统计学意义(p>0.05)。 3、360°半子午线Q值经过MATLAB R2009b(矩阵实验室MatrixLaboratory)系统进行拟合计算得到的曲线决定系数R2均大于0.9。 4、对48只眼进行垂直方向Q值拟合计算。拟合前水平鼻侧方向半子午线Q值平均值为-0.45±0.16，水平颞侧方向半子午线Q值平均值为-0.21±0.08。拟合计算后垂直方向上方半子午线Q值平均值为-0.24±0.10，垂直方向下方半子午线Q值平均值为-0.17±0.08，水平鼻侧方向半子午线Q值平均值为-0.45±0.16，水平颞侧方向半子午线Q值平均值为-0.20±0.10。拟合前后水平鼻侧区间平均Q值t检验无明显统计学意义(t=2.009，p>0.05)，拟合前后水平颞侧区间平均Q值t检验无明显统计学意义(t=2.009，p>0.05)。我们可以清楚地从拟合曲线的图形上得到全角膜Q值分布规律为双峰状，两个峰值分别位于上方及下方垂直半子午线。垂直方向Q值向0靠拢，更趋向于圆形。 结论： 1、本课题采用线性回归方法以角膜地形图正切曲率半径推算角膜前表面非球面系数Q值区间结果。本课题研究对象角膜前表面水平方向形态趋向于长椭圆形(prolate)，鼻侧区间较颞侧区间非球面特性显著。水平方向区间较垂直方向区间非球面特性显著。屈光不正对Q值影响较小。 2、将360°半子午线Q值通过拟合曲线计算，Q值分布规律为双峰状，两个峰值分别位于上方及下方垂直半子午线。 3、拟合计算后水平方向半子午线的非球面性均较垂直方向半子午线显著，垂直方向角膜更趋向于圆形，Q值向0靠拢。 4、采用MATLAB系统运用曲线拟合的拟合计算全角膜Q值的方法证明是稳定可靠的。解决了垂直方向半子午线Q值的计算问题，使建立全角膜前表面数字模型成为现实。