不同屈光状态儿童角膜前表面非球面特性分析及建模

摘要

目的运用正切曲率半径推算儿童角膜前表面Q值并分析水平区间Q值规律及不同屈光状态与Q值的关系。通过拟合计算垂直方向Q值，得出360条半子午线范围的Q值，完成全角膜前表面数学模型的建立。方法横断面研究。通过OrbscanⅡ角膜地形图仪得到84例儿童右眼（12例近视、45例正视、27例远视）360条半子午线Q值，运用线性回归方程计算各半子午线Q值，分析角膜鼻、颞侧区间Q值分布规律（配对t检验）及屈光状态对Q值的影响（单因素方差分析）。运用MatlabR2009b（矩阵实验室MatrixLaboratory）系统拟合计算其中62例儿童右眼数据（10例近视、25例正视、27例远视）得到360条半子午线Q值，并分析角膜360条半子午线Q值分布规律（配对t检验）。结果①进行计算的所有半子午线所得到的决定系数R。均大于或等于0．5。84眼鼻侧、颞侧区间Q值均在-1与0之间，平均值分别为：-0．42±0．16，-0．23±0．08，二者差异有统计学意义（t=-9．527，P〈0．05）。鼻侧、颞侧r0平均值分别为：7．85±0．24．7．83±0．24，二者差异有统计学意义（t=3．213，P〈0．05）。鼻侧和颞侧半子午线Q值与ro不存在相关性（鼻侧r=-0．077，P=0．487；颞侧r=0．001，P=0．992）。②近视组和正视组、近视组和远视组鼻侧Q平均值差异有统计学意义（F=3．907．P〈0．05），颞侧各组之间均无统计学意义（F=0．204，P〉0．05）。⑧经过MATLAB系统进行拟合计算得到的曲线决定系数尺。均大于0．9。④对48只眼进行垂直方向Q值拟合计算。拟合前后水平鼻侧方向半子午线Q值平均值分别为-0．45±0．16，-0．45±0．16，颞侧分别为-0．21±0．08，-0．20±0．10，拟合前后水平鼻、颞侧区间平均Q值z检验差异无统计学意义（鼻侧t=2．009．P〉0．05；颞侧t=2．009．P〉0．05）。拟合后垂直方向上方、下方半子午线Q值平均值为-0．24±0．10、-0．17±0．08。结论①采用线性回归以正切曲率半径推算Q值的方法结果稳定可靠。研究对象角膜前表面趋向长椭圆形（prolate），鼻侧较颞侧区间显著，水平较垂直区间显著。屈光不正对Q值影响较小。②将360条半子午线Q值通过拟合曲线计算，Q值呈双峰状分布，峰顶分别为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显著，垂直方向Q值向0靠拢。④采用MATLAB系统的曲线拟合计算全角膜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。