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        雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)在單眼弱視患者中的應(yīng)用

        2016-12-06 06:28:06劉慧杰柴松姜嬌
        河北醫(yī)藥 2016年22期
        關(guān)鍵詞:空間頻率單眼雙通道

        劉慧杰 柴松 姜嬌

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        ·論著·

        雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)在單眼弱視患者中的應(yīng)用

        劉慧杰 柴松 姜嬌

        目的 運用雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)分析單眼弱視患者弱視眼與非弱視眼的客觀視覺質(zhì)量。方法 28例就診的單眼弱視患者的雙眼分別應(yīng)用基于雙通道技術(shù)的視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)(OQASTM II)進行測量,檢測記錄并分析以下參數(shù):MTF 截止空間頻率(MTF cut off)、斯特列爾比值(strehl ratio,SR)、客觀散射指數(shù)(objective scattering index,OSI)值、對比度分別為100%、20%和9%時的對比度視力(visual acuity,VA)值,并比較雙眼之間的差異及造成兩者差異的原因。結(jié)果 非弱視眼DSI值與弱視眼比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。非弱視眼MTF cut off值、SR值與弱視眼比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。非弱視眼100%、20%、9%時VA值弱視眼比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。雙眼視覺質(zhì)量與患者年齡、最佳矯正視力、等效球鏡無相關(guān)性(P<0.05)。結(jié)論 雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)可較全面、客觀地評估弱視患者的視覺質(zhì)量,對弱視患者的診斷提供臨床客觀依據(jù)。

        視覺質(zhì)量分析系統(tǒng);雙通道;弱視;視覺質(zhì)量

        中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)分會斜視與小兒眼科學(xué)組在2011年達成弱視診斷共識:視覺發(fā)育期由于單眼斜視、未矯正的屈光參差、高度屈光不正及形覺剝奪等因素引起的單眼或雙眼最佳矯正視力低于相應(yīng)年齡的視力為弱視; 或雙眼視力相差2行及以上,視力較低眼為弱視。迄今為止,視力一直被臨床醫(yī)生作為評估弱視患者視功能的指標,而對穩(wěn)定性、清晰度等視覺質(zhì)量的指標重視不足。視覺質(zhì)量的評估方法,主要包括主觀和客觀兩大部分,然而主觀評估方法受被測試者的情緒、配合度及理解力等因素的影響很大,目前客觀評價方法中最為常用的是波前像差,但其無法檢測出散射這一影響視覺質(zhì)量的重要因素。雙通道視覺質(zhì)量分析系統(tǒng)(optical quality analysis system,OQAS)可直接分析點光源投射在視網(wǎng)膜上的成像,特別是在捕捉和記錄圖像之前能通過儀器內(nèi)置的矯正系統(tǒng)先對患者的低階像差(離焦和散光)進行矯正,從而使所獲得的圖像不受低階像差影響,并包含了高階像差和散射的信息,能對因此,OQAS能更加客觀全面的對弱視患者的成像質(zhì)量進行分析[1]。它是臨床上目前惟一能客觀、全面評價視覺質(zhì)量的儀器。雙通道技術(shù)在不同條件下評估視網(wǎng)膜成像質(zhì)量的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛認同[2,3]。OQAS已廣泛應(yīng)用于屈光手術(shù)及白內(nèi)障手術(shù)術(shù)前、術(shù)后視覺質(zhì)量的評估,以及核性白內(nèi)障晶狀體渾濁程度的分級。本研究將運用OQAS客觀評估單眼弱視患者雙眼的客觀視覺質(zhì)量檢測。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料 本研究選取2013年10月到2014年5月就診于我院的單眼弱視患者28例,其中男10例,女18例;年齡5~15歲,平均年齡(8.04±2.89)歲。納入標準:一眼最佳矯正視力為正常(非弱視眼),另一眼最佳矯正視力低于以下標準:3歲以下低于0.5,4~5歲低于0.6,6~7歲低于0.7,7歲以上低于0.8(弱視眼);兩眼最佳矯正視力相差大于2行以上。排除標準:有除屈光不正及斜視以外的其他眼部疾病史,各種原因?qū)е虏荒芘浜蠙z測者。

        1.2 測量儀器

        1.2.1 儀器:OQAS TMII(西班牙Visiometrics 公司)是雙通道系統(tǒng)視覺質(zhì)量分析儀,其工作原理為由激光二極管發(fā)射器發(fā)射出780 nm波長的紅外點光源,通過一系列雙面鏡的反射,并經(jīng)過眼的屈光系統(tǒng)后在視網(wǎng)膜上成像,視網(wǎng)膜上成像的反射光線再經(jīng)原路返回,依靠一立體照相機CCD接收成像,然后通過外設(shè)PC機獲取并分析該視網(wǎng)膜像[4]。該儀器包含一套用于矯正離散像差和散光畸變的低階像差矯正系統(tǒng)。

        1.2.2 OQAS TMII的主要測量參數(shù):①點擴散函數(shù)(point scatter function,PSF):指一個物點經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后在像面上的光強分布函數(shù)。包含像差、散射和衍射的信息,能綜合研究、分析人眼的視網(wǎng)膜成像質(zhì)量[5]。PSF反映了一個點光源投射到視網(wǎng)膜上所發(fā)生的位置和光強度的偏差。所有物體都可以認為是由許多獨立的光點組成,而每個光點都可形成自己的PSF像,將這些PSF像相疊加就組合成了物體的像[6]。一般認為,PSF形成的光斑面積越小,則點光源經(jīng)過人眼光學(xué)系統(tǒng)后彌散越小,視網(wǎng)膜成像質(zhì)量就越好;光斑的光強度越大,則點光源經(jīng)過人眼光學(xué)系統(tǒng)后光能量損失越少,視網(wǎng)膜成像質(zhì)量就越好[7]。②調(diào)制傳遞函數(shù)(modulation transfer function,MTF):是不同空間頻率的正弦條紋通過光學(xué)系統(tǒng)后與通過前的調(diào)制度的比值,表達的是對稱性像差。MTF反映光學(xué)系統(tǒng)對不同空間頻率的傳遞能力,一般隨著空間頻率的增大而逐漸降低,數(shù)值范圍為0~1,MTF值越大,成像越清晰,視覺質(zhì)量越好[6]。高空間頻率較低空間頻率經(jīng)眼球這一光學(xué)系統(tǒng)后其調(diào)制度下降的幅度大[7]。一般而言,低空間頻率在識別輪廓方面較高空間頻率作用更大,這對于白內(nèi)障患者視力較好,為何仍訴明顯視物不清能提供合理的解釋[7]。MTF曲線可告知整個圖像的對比度變化,而視力僅是曲線上的一點,因此認為MTF包含更全面信息量,能更準確地判斷成像的性質(zhì)。③MTF截止頻率(modulation transfer function cut off frequency,MTF cut off):表示人眼MTF曲線在空間頻率達到該頻率值即MTF值趨向于零時,就會到達分辨率極限。光學(xué)系統(tǒng)的像差越大,成像質(zhì)量就越差,引起的物像對比度下降就越厲害[8]。此值代表低對比度時的最高頻率,由于OQAS記錄的PSF圖像會被照相機內(nèi)的固有高頻噪音所影響,而且對于非常小的MTF值這種影響可能更明顯,為了避免這種人工誤差,OQAS使用0.01 MTF值(對應(yīng)1%的對比度,即OV1%)作為截止頻率,除以30c·deg-1就是小數(shù)制的中心視力[1]。正常人此值≥30cpd,其值越大,視覺質(zhì)量越好。在無像差和衍射的理想條件下,人眼能分辨的最大空間頻率是60 cpd[7]。④斯特列爾比值(strehl ratio,SR):指在同一瞳孔直徑下,有像差光學(xué)系統(tǒng)的PSF中心峰值與衍射受限光學(xué)系統(tǒng)(無像差)PSF 的中心峰值的比值,正常人眼為30%,比值越高的光學(xué)系統(tǒng)越接近無像差光學(xué)系統(tǒng)。OQAS可直接獲得SR值。⑤對比度視力(visual acuity,VA):指保持對比度不變,測定能辨識的空間頻率閾值,可以更靈敏、全面地反映視功能狀態(tài)。在日常生活中,周圍環(huán)境中各種目標的對比度是高低不同的,而人眼對不同目標的分辨率也是不同的,普通視力檢查只能測定高對比度下人眼對不同空間頻率的視標的識別能力[9],而OQAS可以同時獲得對比度為100%、20%及9%時的對比度視力值,進而直觀的反映出在不同對比度情況下的視力,從而指導(dǎo)角膜屈光、白內(nèi)障等手術(shù)適應(yīng)證的選擇。⑥客觀散射指數(shù)(objective scattering index,OSI):散射指光線通過不均勻介質(zhì)而偏離其原來的傳播方向而散開到各個方向的現(xiàn)象。目前的測量儀器無法客觀、準確的檢測散射指數(shù)。OQAS基于雙通道技術(shù)可客觀簡便地獲得患者的眼散射指數(shù),對眼內(nèi)各屈光介質(zhì)病變造成散射指數(shù)的變化進行量化評估,以此來對白內(nèi)障發(fā)展階段、后囊渾濁程度及干眼程度進行分度,也可應(yīng)用于角膜炎和葡萄膜炎的診治。OSI是雙通道影像外周(12~20弧分)與中心(1弧分)的光能量之比,比值介于0~10,由于像差存在于成像圖像的中央部分,散射存在于圖像的外周部分,因此,OSI值越高,周圍的區(qū)域就越大,散射情況也就越嚴重[6]。

        1.3 測量流程 受試者在接受完視力、散瞳驗光、裂隙燈檢查、眼底檢查、眼位檢查、眼球運動檢查及立體視檢查后,在相同的暗室條件下,由同一位操作者依據(jù)標準操作程序分別對雙眼進行OQAS相關(guān)參數(shù)的測量。本研究將人工瞳孔(artificial pupil,AP)的直徑設(shè)定為4 mm,并確保受試者在測量過程瞳孔直徑均大于4 mm。由于弱視患者多數(shù)存在較大度數(shù)的屈光不正,而OQAS的矯正度數(shù)范圍為等效球鏡+5.0~-8.0 D,柱鏡范圍為±0.50 D,為了避免測量誤差,所有弱視患者均根據(jù)驗光度數(shù)進行配鏡,并佩戴框架眼鏡進行OQAS測量。首先調(diào)整受試者的頭位及眼位,使測試眼清晰聚焦于屏幕上,并使瞳孔位于屏幕視標的中央位置。測量時應(yīng)先進行自動調(diào)焦,聚焦完成后分別進行各參數(shù)的測量。檢查中為避免對成像質(zhì)量的干擾,不采用任何藥物散瞳,每次測試前囑患者眨眼以保持淚膜的完整。本研究中選取的研究對象均為兒童,由于其本身存在一定的配合能力、堅持耐力差等特點,因此有些患兒可能需要多次間歇性測量來完成整個數(shù)據(jù)的檢測。但已有研究證實了OQAS技術(shù)具有較好的組內(nèi)和組間可重復(fù)性,而且間斷測量時眼位的重新調(diào)整對測量結(jié)果不會產(chǎn)生影響[10]。

        1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件,首先使用Kolmogorov-Smirnov 進行數(shù)據(jù)的正態(tài)分布檢驗,當參數(shù)分析可行時,使用t檢驗;當參數(shù)分析不可行時,使用Wilcoxon檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 單眼弱視患者雙眼的OSI值比較 非弱視眼與弱視眼的OSI值分別為(0.70±0.64)、(0.90±0.85),差值(95%CI)為 -0.20(-0.63~0,24),差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=-0.93,P=0.363)。見表1。

        2.2 單眼弱視患者雙眼的MTF cut off值比較 非弱視眼與弱視眼的MTF cut off值分別為(39.11±10.78)cpd、(31.72±13.30)cpd,差值(95%CI)為7.39(2.30~12.49)cpd,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.98,P=0.006)。見表1。

        2.3 單眼弱視患者雙眼的SR值比較 非弱視眼與弱視眼的SR值分別為(0.23±0.06)、(0.19±0.07),差值(95%CI)為0.05(0.02~0.07),差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=4.05,P=0.000)。見表1。

        2.4 單眼弱視患者雙眼的100%、20%、9%時的VA值比較 非弱視眼的100%、20%、9%時的VA值分別為(1.30±0.36)、(0.99±0.31)、(0.62±0.19),弱視眼的100%、20%、9%時的VA值分別為(1.06±0.44)、(0.77±0.36)、(0.47±0.22),100%、20%、9%時的VA差值(95%CI)分別為 0.25(0.08~0.42)、0.21(0.08~0.34)、0.14(0.07~0.22),100%、20%及9%時的VA差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t值分別為2.98、3.37、3.86,P值分別為0.006、0.002、0.001)。見表1。

        2.5 雙眼視覺質(zhì)量與患者年齡的相關(guān)性分析 單眼弱視兒童雙眼的視覺質(zhì)量相關(guān)參數(shù)與患者年齡無相關(guān)性(P>0.05)。見表2。

        表1 非弱視眼和弱視眼之間的OQAS相關(guān)參數(shù)值比較 n=28,±s

        表1 非弱視眼和弱視眼之間的OQAS相關(guān)參數(shù)值比較 n=28,±s

        項目非弱視眼弱視眼t值P值OSI0.70±0.640.90±0.85-0.930.363MTFcutoff39.11±10.7831.72±13.302.980.006SR0.23±0.060.19±0.074.050.000VA1001.30±0.361.06±0.442.980.006VA200.99±0.310.77±0.363.370.002VA90.62±0.190.47±0.223.860.001

        表2 雙眼的視覺質(zhì)量相關(guān)參數(shù)與患者年齡的相關(guān)性 n=28

        2.6 雙眼視覺質(zhì)量與患者最佳矯正視力的相關(guān)性分析 單眼弱視兒童雙眼的視覺質(zhì)量相關(guān)參數(shù)與患者最佳矯正視力無相關(guān)性(P>0.05)。見表3。

        表3 雙眼的視覺質(zhì)量相關(guān)參數(shù)與患者最佳矯正視力的相關(guān)性 n=28

        2.7 雙眼視覺質(zhì)量與患者等效球鏡的相關(guān)性分析 單眼弱視兒童雙眼的視覺質(zhì)量患者的等效球鏡之間無相關(guān)性(P>0.05)。見表4。

        表4 雙眼的視覺質(zhì)量相關(guān)參數(shù)與患者等效球鏡的相關(guān)性 n=28

        3 討論

        弱視尤其是單眼弱視患兒大多由家長無意間發(fā)現(xiàn)一眼視力受限而就診,對確切的發(fā)病時間難以估計,一直以來,最佳矯正視力是判斷弱視患者病情輕重的重要指標,然而,弱視不僅僅表現(xiàn)在字母視力的低常,還存在多種視功能缺損,因此僅依靠最佳矯正視力來判斷病情存在一定的片面性。人類的視覺系統(tǒng)是復(fù)雜、細微、敏感的像質(zhì)加工系統(tǒng),眼球任何部位的改變都會對影響像質(zhì)的形成和質(zhì)量,普通視力檢查只是測定人眼在高對比度下對不同空間頻率的視標的識別能力,而在日常生活中,周圍環(huán)境中各種目標的對比度是高低不同的,而人眼對不同目標的分辨率是不同的,因此,評估弱視患者的視覺質(zhì)量僅依靠視力有一定局限性。

        已有研究證實OQAS能全面、客觀獲得人眼成像質(zhì)量的信息,并可以準確地測出人眼客觀散射情況,是一種準確可靠的視覺質(zhì)量分析方法[11,12]。saad等[1]評估了雙通道技術(shù)測量的可重復(fù)性,而Tomas等[13]則對雙通道技術(shù)對正常健康眼的測量重復(fù)性進行了研究,其研究結(jié)果相一致,認為OQAS相關(guān)參數(shù)均具有良好的可重復(fù)性。

        有研究顯示,OSI值有助于白內(nèi)障的臨床分級[14]。Ondategui等[15]運用OQAS分別對行PRK和LASIK手術(shù)患者的術(shù)前及術(shù)后3個月的視覺質(zhì)量進行比較,發(fā)現(xiàn)術(shù)后除OSI值升高外,其他參數(shù)值均降低,提示兩種手術(shù)均增加了眼內(nèi)散射,對視網(wǎng)膜的成像質(zhì)量均有不利影響。通過MTF參數(shù)可解釋為何術(shù)后患者視力良好而仍訴視物不清[16]。

        角膜會因為炎癥、上皮受損及潰瘍等影響視覺質(zhì)量,OQAS和Hartmann-Shack波前像差儀通過相關(guān)參數(shù)測量均可量化因角膜炎而導(dǎo)致的視覺質(zhì)量下降,從而對疾病的發(fā)展和治療方案給予指導(dǎo)[17]。而OQAS還可通過OSI值的測量對葡萄膜炎的疾病發(fā)展和抗炎藥物應(yīng)用等方面有重要的意義。Nanavaty等[18]應(yīng)用OQAS對患者葡萄膜炎眼進行測量,發(fā)現(xiàn)前房細胞與OSI值呈明顯的線性相關(guān),而玻璃體腔細胞與OSI值則無明顯的相關(guān)性。

        傳統(tǒng)的淚膜功能檢測方法包括角膜熒光素染色(corneal fluorescence stain,FL)、淚膜破裂時間(tear break-up time,BUT)和基礎(chǔ)淚液分泌實驗(Schirmer I test,SIT)等,這些檢測方法是具有刺激性的接觸檢查方法,而OQAS可通過對OSI值的檢測從屈光學(xué)角度客觀、快速、準確地評估淚膜質(zhì)量。在OSI時間曲線圖上,淚膜破裂時OSI值開始呈上升趨勢,干眼患者較健康眼變化的時間更早,變異幅度也更大。裂隙燈下觀察淚膜破裂時間依賴于臨床醫(yī)師的主觀經(jīng)驗,而從OSI時間曲線圖上可準確的讀取淚膜開始破裂的時間,更利于干眼的早期發(fā)現(xiàn)及療效評估。

        OQAS臨床可應(yīng)用于對老視的進展情況及閱讀功能的評估。此外,OQAS還可用于評估配戴多焦點、雙光角膜接觸鏡后的視覺質(zhì)量變化[19];評估因瞬目而致淚膜變化進而影響眼MTF值的變化[20];后房型人工晶狀體眼矯正圓錐角膜、中高度屈光不正的視覺質(zhì)量[21,22]。

        肖信等[23]研究發(fā)現(xiàn)弱視兒童的MTF cutoff、OV100% 和OV20% 低于正常,而且隨著球鏡度數(shù)和散光度數(shù)的增加,弱視兒童的MTF cutoff、SR、OV100%、OV20% 和OV9% 值下降,而OSI 值上升。

        本研究對28例單眼弱視患者雙眼分別進行OQAS檢測,評估非弱視眼與弱視眼的客觀視覺質(zhì)量差異,并且發(fā)現(xiàn)單眼弱視患者客觀視覺質(zhì)量和患者的年齡、視力及等效球鏡并無相關(guān)性,打破了傳統(tǒng)概念上通過視力及屈光狀態(tài)判斷患者視覺質(zhì)量的思想。

        研究中我們發(fā)現(xiàn)單眼弱視患者雙眼的OSI值之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。OSI反映的是眼內(nèi)光線的散射情況,本研究所納入的研究對象均除屈光不正及斜視外無眼部其他疾病史,即雙眼各屈光介質(zhì)的發(fā)育情況理應(yīng)是相似的,因此本研究認為雙眼對光線的散射情況應(yīng)該是一樣的,而且雙眼的OSI值與Artal[2]等認為正常眼的OSI值低于1的研究結(jié)果相一致。

        MTF cut off代表低對比度時的最高頻率,OQAS 使用0.01 cpd MTF 值( 對應(yīng)1%的對比度,即OV1%) 作為截止頻率,除以30 cpd就是小數(shù)制的中心視力[1]。本研究結(jié)果示非弱視眼的MTF cut off值高于弱視眼,即非弱視眼的中心視力高于弱視眼,與徐江姍等[24]研究發(fā)現(xiàn)弱視主要是中心視力缺陷相符合。

        SR值越高的光學(xué)系統(tǒng)越接近無像差光學(xué)系統(tǒng),為1時表示成像質(zhì)量接近完美,本研究中非弱視眼的SR值(0.23±0.06)近似于正常人眼的SR值(0.3),而且高于弱視眼的SR值,即非弱視眼的成像質(zhì)量高于弱視眼,與客觀事實相符合。

        100%、20%、9%時的MTF值,分別是儀器對100%、20%和9%對比度下受試者的實測值與正常對照組的數(shù)據(jù)比較后的標準化計算評分[25]。對比度視力值> 1.000 代表較高的視網(wǎng)膜成像質(zhì)量[26]。本研究中非弱視眼的各對比度視力值均高于非弱視眼,而且在100%和20%時非弱視眼的對比度視力近似于1,表示能有較高的視網(wǎng)膜成像質(zhì)量,而在9%時的成像質(zhì)量稍差。

        目前,OQAS作為一種視覺質(zhì)量的評估儀器雖然已經(jīng)廣泛應(yīng)用于眼科,并且在白內(nèi)障及屈光手術(shù)方面已有較深入的研究,但在弱視方面尚未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)研究,本研究雖然發(fā)現(xiàn)非弱視眼與弱視眼在成像質(zhì)量方面存在比較大的差異,而且運用OQAS可測量出客觀的數(shù)值進行比較,但結(jié)果的準確性及在臨床的可應(yīng)用性尚需進一步的研究探討。

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        Application of double-pass optical quality analysis system in patients with monocular amblyopia

        LIUHuijie,CHAISong,JIANGJiao.DepartmentofOphthalmology,TheSecondHospitalofHebeiMedicalUniversity,Shijiazhuang050000,Hebei,China.

        Objective To compare the objective optical quality between monocular amblyopia eye and the eyes without amblyopia by means of double-pass optical quality analysis system (OQASTM II).Methods Twenty-eight patients with monocular amblyopia (both eyes) were examined by double-pass OQASTM II,the parameters including modulation transfer function cutoff frequency (MTFcut off),Strehl ratio (SR), objective scatter index (OSI), visual acuity (VA) in contrast degree of 100%, 20%, 9%, respectively,were detected and analyzed,moreover, the differences between two eyes and the causes were analyzed.Results There was no significant difference in DSI value between non-amblyopia eye and amblyopia eye (P>0.05). However there were significant differences in MTF cut off, SR value between non-amblyopia eye and amblyopia eye (P<0.05), moreover, there was significant difference in VA value in contrast degree of 100%, 20%, 9%,respectively between non-amblyopia eye and amblyopia eye (P<0.05),Besides binocular vision was not correlated to patient's age, optimized corrected vision and equivalent spherical lens (P>0.05). Conclusion The double-pass OQASTM II can evaluate comparatively completely and objectively the optical quality of patients with amblyopia,which can provide objective basis for clinical diagnosis for patients with amblyopia.

        optical quality analysis system; double-pass; amblyopia; optical quality

        10.3969/j.issn.1002-7386.2016.22.011

        項目來源:河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題(編號:ZD20140052)

        050000 石家莊市,河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院眼科(劉慧杰現(xiàn)工作于中國人民解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院眼科;姜嬌為河北醫(yī)科大學(xué)在讀研究生)

        柴松,050000 石家莊市,河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院眼科;

        E-mail:chai_song@hotmail.com

        R 770.425

        A

        1002-7386(2016)22-3404-05

        2016-04-13)

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