近视是最常见的屈光不正类型，也是导致视觉损失的主要原因[1]。人眼的屈光状态是一个复杂的变量，主要取决于角膜和晶状体的屈光力与眼轴长度的平衡。近视即当眼轴增长超过角膜和晶状体的综合屈光力，导致眼在调节松弛状态下，平行光线经眼屈光系统的折射后形成的焦点落在视网膜之前，产生不太清晰或模糊的图像[2]。其发病机制复杂，流行病学调查表明近视与遗传因素和环境因素均有关[3]。然而，近视的确切病因仍不清楚。随着社会经济的发展以及视频终端的普及，在过去的几十年中，东亚和东南亚地区，如中国、新加坡、日本和韩国的近视患病率迅速增长[4-5]。在中国大陆地区，近视发病年龄提前，小学生总的近视患病率达26.5%，明显高于西方国家及地区[6]。15岁城市儿童近视患病率高达78%[7]。因此，开展小学生近视相关的流行病学研究，探讨近视发生、发展的规律是十分必要的。
然而在大规模近视筛查中，散瞳验光受多方面条件制约，近年来部分研究已经开始使用非侵入性的方法，包括测量眼轴等参数监测近视的发生、发展[8]。然而不同地区、不同人种近视发生率和眼部生物学参数分布可能不同。既往对重庆市永川区6~15岁学龄儿童屈光变化纵向分析显示，近视年发生率达10.6%，每年近视进展－0.43D[9]，但尚缺乏永川区儿童近视与眼部参数的相关性分析。因此，本研究主要以6~11岁儿童为研究对象，通过分析眼部参数分布情况及其与屈光状态的关系，探讨眼球生物学参数对近视监测的临床价值，为进一步阐明儿童眼球生长发育过程和屈光状态变化提供理论依据。
1 资料与方法 1.1 研究对象采用以学校为单位的整群抽样方法，选择重庆市永川城区一所小学，根据自愿参加原则，2016年6月对1~5年级学生进行眼部检查。在现场检查前所有被检查学生均需家长同意并签署知情同意书。排除有如先天性白内障、先天性青光眼、斜视、眼部手术史等，以及12、13岁样本量较少的学生，最终共计1 768例纳入本次研究。本研究遵守赫尔辛基宣言，经重庆医科大学附属永川医院伦理委员会批准（2015年科伦审2号），并在中国临床试验注册中心注册（注册号：ChiCTR1800016708）。
1.2 方法 1.2.1 检查方法记录每位儿童的基本情况，包括性别、年龄。使用标准对数视力表检查远视力。由专业的眼科医师使用裂隙灯、直接眼底镜等检查排除有眼部器质性病变及眼部手术史的儿童。所有受检者均使用1%环喷托酯点眼，每次1滴，间隔5 min，共滴眼3次，20 min后检查瞳孔对光反射，若瞳孔对光反射未消失或瞳孔直径≤6 mm，则行第4次1%环喷托酯点眼，最后1滴滴眼至少30 min后进行自动验光，使用NIDEK AR-310A电脑验光仪，每眼测量3次，测量结果的最大值和最小值相差大于0.50 D时需重复测量；再由同一名专业验光师进行静态检影验光，得到球镜度数、柱镜度数及其轴位结果。采用AL-Scan测量眼球生物学参数，所有儿童眼轴长度(axial length，AL)、水平和垂直角膜曲率（K1和K2），角膜白到白(white-to-white，WTW)，中央角膜厚度（central corneal thickness，CCT）均连续测量5次，取其平均值。
1.2.2 定义标准等效球镜度数（SE）=球镜度数+1/2柱镜度数，屈光状态根据等效球镜度数分为：近视: SE≤－0.50D，正视: SE:－0.50D~+0.50D，远视: SE≥+0.50D；角膜曲率平均值K=（K1+K2）/2，角膜曲率半径CR=1000(n2-n1)/K(n1为空气屈光指数1.000 0，n2为角膜曲率屈光指数1.337 5)，轴径比值(AL/CR)为眼轴长度除以角膜曲率半径。
1.2.3 质量控制本次流行病学调查团队包括4名验光师，2名专业的眼科医师，按照统一标准对所有参与检查的人员进行培训。统一检查的流程、方法、判定标准以及数据记录方式，每天检查前由专业的仪器设备维护人员进行仪器的校准。在调查现场，由一名专业的眼科医师全程监督以及核对检查记录表，及时查漏补缺，保证资料的完整性。检查结果由2名输入员独立将资料录入计算机，分别完成录入后重复核查数据，核查结果不一致的项目，查阅原始资料，以保证结果录入的准确性。
1.3 统计学分析采用SPSS 17.0统计软件对数据进行分析，使用K-S检验参数是否符合正态分布，计量资料以x±s表示，3组及以上比较用单因素方差分析，组间比较用LSD-t检验。采用双变量线性相关分析及多元线性回归分析AL等参数对SE的影响。检验水准：α=0.05。
2 结果 2.1 一般情况本次调查最终纳入6~11（8.87±1.49）岁学龄儿童共计1 768例，其中男生882例[（8.90±1.48）岁]，女生886例[（8.83±1.49）岁]。由于右眼SE和AL与左眼SE和AL密切相关(Pearson相关系数：SE=0.915，AL=0.968, P < 0.05)。因此，仅右眼数据被纳入分析。
2.2 不同年龄等效球镜屈光度和眼球生物学参数分布如表 1所示，6~11岁儿童各年龄组间AL、AL/CR、K和SE差异均具有统计学意义(F=61.456，P < 0.001；F=62.320，P < 0.001；F=2.531，P=0.027；F=50.258，P < 0.001)，趋势检验也显示同样的结果（AL：F=187.582，P < 0.001；AL/CR：F=177.988，P < 0.001；K：F=4.087，P=0.043；SE：F=50.258，P < 0.001)。WTW、CCT在各年龄组间差异均无统计学意义(F=0.791，P=0.555；F=1.291，P=0.265)。
| 年龄/岁 | n | AL/mm | K/D | WTW/mm | CCT/μm | SE/D | AL/CR |
| 6 | 68 | 22.53±0.60 | 43.48±1.19 | 11.87±0.43 | 555.68±30.18 | 0.83±0.53 | 2.90±0.05 |
| 7 | 360 | 22.74±0.76 | 43.37±1.36 | 11.92±0.44 | 555.33±31.64 | 0.79±0.90 | 2.92±0.07 |
| 8 | 300 | 23.01±0.76 | 43.07±1.43 | 11.91±0.45 | 560.38±32.01 | 0.63±1.12 | 2.94±0.08 |
| 9 | 347 | 23.16±0.71 | 43.28±1.31 | 11.90±0.40 | 558.07±31.11 | 0.28±1.03 | 2.97±0.08 |
| 10 | 399 | 23.48±0.89 | 43.12±1.48 | 11.95±0.41 | 560.28±32.59 | -0.14±1.45 | 3.00±0.11 |
| 11 | 294 | 23.61±0.89 | 43.18±1.47 | 11.93±0.43 | 557.83±32.14 | -0.38±1.38 | 3.02±0.10 |
| F值 | 61.456 | 2.531 | 0.791 | 1.291 | 50.258 | 62.320 | |
| P值 | < 0.001 | 0.027 | 0.555 | 0.265 | < 0.001 | < 0.001 |
2.3 不同性别等效球镜屈光度和眼球生物学参数比较
男生与女生各眼部生物学参数的差异均具有统计学意义(P < 0.001)，男生AL、AL/CR、WTW、CCT均值均大于女生，女生K均值大于男生。男生与女生SE均值差异无统计学意义(t=0.519，P=0.555)，见表 2。
| 性别 | n | AL/mm | K/D | WTW/mm | CCT/μm | SE/D | AL/CR |
| 男生组 | 882 | 23.42±0.86 | 42.86±1.37 | 12.01±0.42 | 561.44±31.42 | 0.28±1.30 | 2.97±0.10 |
| 女生组 | 886 | 22.93±0.79 | 43.57±1.36 | 11.83±0.41 | 555.13±31.99 | 0.24±1.22 | 2.96±0.09 |
| t值 | 12.477 | -10.959 | 8.948 | 4.159 | 0.519 | 3.150 | |
| P值 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | < 0.001 | 0.555 | 0.002 |
2.4 不同屈光状态组眼球生物学参数比较
不同屈光组间AL差异具有统计学意义(F=317.423，P < 0.001)，近视组平均AL比正视组高0.83 mm，远视组平均AL比正视组低0.37 mm，3组两两比较差异均有统计学意义(P < 0.001)。3组间CR差异具有统计学意义(F=6.580，P=0.001)，两两比较发现近视组与正视组、远视组差异均有统计学意义(P=0.014，P < 0.001)，正视组与远视组差异无统计学意义(P=0.347)。与正视组相比，近视组平均AL/CR比值比正视组高0.13，远视组平均AL/CR比值比正视儿童低0.05，3组两两比较差异均有统计学意义(P < 0.001)。不同屈光组间WTW和CCT差异均无统计学意义(F=0.277，P=0.758；F=0.026，P=0.975)，见表 3。
| 组别 | n | AL/mm | CR/mm | AL/CR | WTW/mm | CCT/μm |
| 近视组 | 316 | 24.06±0.87 | 7.77±0.27 | 3.10±0.11 | 11.90±10.44 | 558.58±32.25 |
| 正视组 | 445 | 23.23±0.68a | 7.82±0.25a | 2.97±0.06a | 11.91±0.40 | 558.36±32.25 |
| 远视组 | 1007 | 22.86±0.72ab | 7.83±0.25a | 2.92±0.07ab | 11.93±0.43 | 558.13±31.60 |
| F值 | 317.423 | 6.580 | 721.621 | 0.277 | 0.026 | |
| P值 | <0.001 | 0.001 | <0.001 | 0.758 | 0.975 | |
| a: P < 0.05，与近视组比较；b:P < 0.05，与正视组比较 | ||||||
2.5 不同年龄、屈光状态组眼球生物学参数相关性分析
在不同年龄组，SE与AL、SE与AL/CR的相关性随年龄增加呈增强趋势，AL与CR的相关性随年龄增加而减弱，见图 1。SE与AL、SE与AL/CR、AL与CR的Pearson相关系数分别为－0.609、－0.802和0.571(P < 0.001)，SE与CR相关性较低，相关系数为0.106，但结果有统计学意义(P < 0.001)。在不同屈光状态组中，正视组SE与AL、AL/CR的相关系数低于远视和近视组，而正视组AL与CR的相关系数高于远视和近视组，见表 4。
|
| 图 1 不同年龄组眼球生物学参数相关性分析 |
| 组别 | SE vs AL | SE vs CR | SE vs AL/CR | AL vs CR | |||||||
| r值 | P值 | r值 | P值 | r值 | P值 | r值 | P值 | ||||
| 近视组 | -0.477 | < 0.001 | 0.124 | 0.27 | -0.739 | < 0.001 | 0.616 | < 0.001 | |||
| 正视组 | -0.118 | 0.013 | 0.030 | 0.525 | -0.201 | < 0.001 | 0.779 | < 0.001 | |||
| 远视组 | -0.314 | < 0.001 | -0.009 | 0.786 | -0.407 | < 0.001 | 0.744 | < 0.001 | |||
| 总体 | -0.609 | < 0.001 | 0.106 | < 0.001 | -0.802 | < 0.001 | 0.571 | < 0.001 | |||
2.6 等效球镜屈光度的影响因素分析
将SE作为因变量，AL/CR、AL、性别、年龄作为自变量构建回归模型，发现AL/CR、AL以及性别对SE均有影响(P < 0.05)，标准化偏回归系数分别为－0.655、－0.275、－0.141，AL/CR及AL对SE影响较大。AL/CR、AL与SE的直线回归方程分别为：SE=30.97－10.36×AL/CR（r=－0.802, R2=64.3%, P < 0.001，图 2)，SE=20.90-0.89×AL（r=－0.609, R2=37.1%, P < 0.001，图 3）。
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| 图 2 6~11学龄儿童等效球镜度数与眼轴/角膜曲率半径比值线性回归分析及等效球镜度数95%置信区间 |
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| 图 3 6~11学龄儿童等效球镜度数与眼轴长度线性回归分析及等效球镜度数95%置信区间 |
3 讨论
随着儿童近视以及高度近视相关并发症的发生率增加，近视已成为一个影响公众生活质量的公共健康问题。目前尚缺快捷可行的近视发生发展监测方法。裸眼视力和散瞳验光是常用的近视筛查方法，其中裸眼视力并不能客观准确地反映受检者屈光状态，易受环境和受检者配合程度的影响；虽然睫状肌麻痹验光是测量屈光度的金标准，但学龄儿童近距离用眼负荷较重，且散瞳验光耗时长、花费较高，易出现畏光等不适，儿童依从性较差，在大规模近视筛查中可行性较低。本研究发现，AL和AL/CR均对SE有影响，SE与AL/CR的相关系数大于SE与AL的相关系数，与AL相比，AL/CR能更好地解释SE的变化，且近视儿童AL/CR均值大于3。因此，AL/CR可能是近视筛查及监测相对客观有效的指标。
3.1 眼部生物学参数分布现状 3.1.1 眼轴长度随着年龄的增长和近视的进展，眼球生物参数可能发生明显变化。既往研究表明，大多数儿童出生时等效球镜屈光度集中在+2D~+3D，出生后1~2年，眼轴快速生长，屈光度平均值为+0.5D~+1.5D，3岁以后，眼轴增长变慢，伴随着晶状体的变薄和角膜变平，这种变化提示有一个活跃的屈光分布形成过程，即正视化过程[10-11]。本研究纳入的6~11岁学龄儿童中，AL为(23.17±0.86)mm，从6岁时(22.53±0.60)mm增至11岁时(23.61±0.89)mm，AL随年龄增大而增大，与TWELKER等[12]对不同种族儿童眼轴长度研究结果相似。男生AL均值比女生长0.49mm，这种差异与男生和女生身高的差异是一致的，表明儿童AL的增长伴随着身高的发展[13-15]。SAW等[16]对7~9岁新加坡华裔儿童的AL进行测量，7、8、9岁儿童AL值分别为(23.1±0.9)、(23.4±0.9)、(23.8±1.0)mm，较本研究7~9岁儿童AL均值高，这可能与地域和环境差异导致眼球发育不同有关。
3.1.2 角膜曲率不同年龄组间K值存在差异性，趋势检验有意义，K值随年龄增加会下降，男生K值小于女生。ZADNIK等[17]既往对6~14岁儿童眼部参数进行研究发现，随年龄变化，K值无明显变化。GARNER等[18]对404名6~16岁藏族的儿童进行横断面研究得到的结果一致。但部分纵向研究表明，随着年龄的增加，角膜屈光力下降[19]。可能由于研究的年龄段、地区以及屈光状态分布不同使结果存在差异性。因此，需进一步长期随访监测本地区儿童角膜曲率，纵向分析角膜屈光力随年龄的变化情况。
3.2 屈光状态与眼轴长度和轴径比值的关系本研究分析了各眼球参数的相关性，6~11岁儿童AL/CR与SE的相关系数为－0.802，比AL与SE的相关性更密切。AL/CR和AL在本次调查中显示出一些相似的特征。不同年龄组相关性分析发现，SE与AL、AL/CR的相关性在年龄越大的儿童中呈相关性越强趋势。在不同屈光状态下，SE与AL、AL/CR在正视儿童中相关性较低，在近视儿童中相关性最高。可能是因为从出生后的第1年或第2年开始，眼球发育的主要特征几乎是AL与CR的匹配过程，这个正视化过程缩小了SE的分布宽度，因此，正视组中SE与AL和AL/CR相关性较低。此后，由于眼轴随年龄继续增长，CR无法代偿，屈光状态呈近视化发展，导致AL/CR、AL与SE的变化趋势保持一致，这几乎解释了为什么近视组SE与AL和AL/CR的相关性更高，并且随着年龄增加呈相关性越强的趋势。陈镇国等[20]对7~14岁儿童屈光状态相关影响因素分析显示，AL/CR、AL与SE在远视和中高度近视儿童中相关性较高，而在正视和轻度近视儿童中相关性较低，这与本研究基本一致。
3.3 眼轴长度与角膜曲率半径的关系不同屈光状态组中，近视组AL与CR相关性最低。分析原因，当大多数儿童为远视时AL和CR之间的相关性相对较低，随着更多儿童变成正视，CR随眼轴增长代偿性增大，AL和CR相关性增强，而当CR的增大不能代偿眼轴的增长时，就会发生不同程度的近视，此时由于角膜无法继续代偿，导致AL与CR的相关性反而降低。
3.4 轴径比值在近视发生发展评估中的作用多元线性回归分析发现AL、AL/CR与性别均会影响眼球的屈光状态，其中AL、AL/CR对屈光状态的贡献较大，由SE与AL/CR、AL的直线回归方程可见，AL每增长1 mm，等效球镜度数增加-0.89D；而AL/CR每增大1，等效球镜度数增加-10.36D，AL/CR可以解释总的屈光改变的64.3%，这远比AL可以解释屈光改变的37.1%高，因此，在一定程度上，AL/CR在屈光发生发展的监测上比AL更加敏感。且HE等[21]认为，与传统的裸眼视力检查相比，AL/CR可能是一种筛查儿童近视更好的方法。此外，我们发现AL/CR在不同屈光组别间具有差异性，近视组AL/CR均值为3.10，而远视组与正视组AL/CR均值均小于3。王弘等[22]认为，当AL/CR比值大于3时，儿童极易患近视。因此，本研究进一步证明，当AL/CR比值超过3这个临界点时，随着AL增加，角膜代偿有限，屈光状态趋向近视发展。
综上所述，本研究报告了6~11岁学龄儿童SE、AL、K等眼球参数的分布情况，可以补充目前重庆地区有限的眼球生物学参数数据。AL、AL/CR等眼球参数均与SE有关联性，其中AL/CR比单独的AL能更好地解释屈光状态的变化，AL/CR能够相对有效地衡量正视化向近视化转变的趋势，在大规模儿童近视筛查以及临床工作中均具有重要意义。因此，通过非侵入性方法测量眼球生物学参数可以为监测儿童屈光状态的变化提供帮助。但是本研究是基于学校的横断面研究，且没有分析晶状体度数等屈光参数对儿童近视发生的影响，存在一定的局限性。需要进一步进行纵向、大样本、多中心的前瞻性随机对照试验，全面了解屈光状态的变化与眼球生物学参数间的关系，有助于早期预测近视的发生发展，为临床近视防控提供可靠依据。
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