張思詩，張福燕

(貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 眼科，貴州 貴陽 550004)

角膜是位于眼球壁最外側(cè)的一層堅固膜性透明組織，除了參與形成內(nèi)眼與外界隔離的屏障、維持眼部形態(tài)及保護眼內(nèi)容物外，還提供人眼2/3的屈光力[1]。已有研究表明，糖尿病(diabetes mellitus，DM)作為一種全身性疾病，能引起許多眼部并發(fā)癥[2-3]，對角膜上皮、角膜基質(zhì)、角膜內(nèi)皮等產(chǎn)生諸多損傷，從而在各個方面對角膜產(chǎn)生重要影響。角膜作為一種黏彈性生物材料，其微觀結(jié)構(gòu)的變化會進一步導(dǎo)致生物力學(xué)發(fā)生改變[4]。近年來，隨著相關(guān)研究的積累及新型角膜生物力學(xué)測量儀的應(yīng)用，國內(nèi)外越來越多的學(xué)者開始關(guān)注角膜生物力學(xué)，并主要在圓錐角膜、角膜膠原交聯(lián)術(shù)、屈光手術(shù)、白內(nèi)障超乳術(shù)、青光眼等領(lǐng)域取得了一定的研究進展[5-6]，而在DM及年齡相關(guān)性白內(nèi)障對角膜生物力學(xué)的影響方面研究相對較少。本研究以93例(166眼)已由內(nèi)分泌科醫(yī)師確診為T2DM的患者為研究對象，采用可視化角膜生物力學(xué)分析儀 (Corvis ST)對患者進行眼部檢查，得到角膜生物力學(xué)參數(shù)，探討長病程2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)合并或不合并白內(nèi)障的患者角膜生物力學(xué)參數(shù)的變化，為臨床工作中DM患者的管理提供參考。

1 對象與方法

1.1 對象

選取2019年8月—2020年6月門診就診的已由內(nèi)分泌科醫(yī)師確診為T2DM的患者93例(166眼)和正常體檢者34例(62眼)為研究對象,年齡40～80歲。T2DM的患者病程時間均大于10年、糖化血紅蛋白6%以下且血糖控制2周以上，排除其他全身系統(tǒng)性或結(jié)締組織疾病、眼外傷、眼部手術(shù)史及長期角膜塑形鏡佩戴史等可能對角膜產(chǎn)生影響的情況；按臨床初發(fā)期、膨脹期、成熟期、過熟期對晶狀體混濁程度進行分期，將僅有晶體密度增高或者合并初發(fā)期(早期)白內(nèi)障、但最佳矯正視力(best corrected visual acuity，BCVA)>0.5的患者歸入單純DM組(A組)，將合并成熟期白內(nèi)障、BCVA<0.5的患者歸入DM合并白內(nèi)障組(B組)，將年齡等條件相匹配的正常體檢者納入對照組(C組)；排除先天性、外傷性白內(nèi)障。單純DM組，男24例(42眼)、女21例(37眼)，平均(60.07±6.43)歲；屈光不正等效球鏡度數(shù)(spherical equivalent，SE)為(-0.39±1.58)D；DM合并白內(nèi)障組，男22例(40眼)、女26例(47眼)，平均(62.54±11.09)歲，SE為(-0.84±1.34)D。對照組，男19例(34眼)、女15例(28眼)，平均(60.65±8.05)歲，SE為(-0.46±1.69)D。

1.2 檢查方法

1.2.1常規(guī)檢查 將檢查時間設(shè)為上午的10～12點，檢查醫(yī)生詢問患者一般情況，行裸眼視力檢查，電腦驗光，BCVA檢查，裂隙燈顯微鏡檢查，散瞳后眼底檢查及隨機血糖檢測。上述所有檢查均由經(jīng)驗豐富的眼科醫(yī)生完成。

1.2.2Corvis ST檢查 告知被檢者將下頜放置在下頜托上，額頭與額托相貼，囑患者將雙眼盡量睜大，減少瞬目次數(shù)，注視設(shè)備中的紅色固視點，檢查者通過控制操縱桿對噴氣頭進行位置調(diào)整，Corvis ST自動識別聚焦，發(fā)出空氣脈沖，測量開始。每只眼睛至少重復(fù)測量2次。

1.3 觀察指標(biāo)

選取Corvis ST系統(tǒng)自帶的QS質(zhì)量監(jiān)控提示良好的數(shù)據(jù)結(jié)果，以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，收集并整理各組角膜中央厚度(central corneal thickness，CCT)、眼內(nèi)壓(intraocular pressure，IOP)、第1次壓平時間(the first applanation time，A1T)和最大形變幅度(deformation amplitude，DA)的參數(shù)值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般資料

結(jié)果顯示，3組被檢者的性別、年齡、隨機血糖、等效球鏡度數(shù)等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，2組DM組患者病程時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，BCVA比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩DM組和對照組一般資料比較Tab.1 Comparison of general information between two diabetes groups and control group

2.2 角膜生物力學(xué)指標(biāo)

結(jié)果顯示，3組A1T和DA比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。其中，單純DM組A1T、CCT值高于對照組(P<0.01)、DA值顯著小于對照組(P<0.01)，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義；DM合并白內(nèi)障組與對照組相比，DM合并白內(nèi)障患者的IOP、A1T高于對照組(P<0.05，或0.01)，DA低于對照組(P<0.01)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；單純DM組與合并白內(nèi)障DM組比較，所觀察角膜生物力學(xué)參數(shù)均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 3組角膜生物力學(xué)參數(shù)情況及兩組間比較Tab.2 The corneal biomechanical parameters of three groups and the comparison between two groups

2.3 CCT與IOP的相關(guān)性

Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，在DM組中，角膜中央厚度與眼壓呈直線性關(guān)系，得到CCT與IOP之間相關(guān)系數(shù)為r=0.198(P=0.011)呈弱正相關(guān)性。在對照組中，CCT與IOP無明顯相關(guān)性(r=0.174，P=0.204)。見圖3和圖4。

3 討論

生物力學(xué)特性是指物體在受到外界壓力時的反應(yīng)和形變，角膜的結(jié)構(gòu)和組成決定了其具有獨特的生物力學(xué)特性[7,18]。角膜是一種具有黏彈性的生物材料，基質(zhì)層占其厚度的90%以上，主要由膠原纖維和細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成，各種原因?qū)е吕w維結(jié)構(gòu)和組成的變化都會影響角膜微觀結(jié)構(gòu)，從而使基于纖維大小、排列方式等的組織剛度和彈性改變，即導(dǎo)致角膜生物力學(xué)發(fā)生變化[8-9]，新型角膜生物力學(xué)眼壓分析儀Corvis ST可以實時記錄并顯示出角膜中央水平截面受外力凹陷繼而恢復(fù)至原始狀態(tài)的動態(tài)全過程，并能對多種角膜生物學(xué)參數(shù)進行測量和分析，是聯(lián)合Scheimpflug超高速攝像和氣沖印壓技術(shù)的非接觸式、可視化的角膜動力學(xué)分析儀，利用自動噴出的脈沖氣流使角膜受壓形變，從而采集角膜中央水平截面受壓凹陷至恢復(fù)原始狀態(tài)的整個過程(圖3、圖4)。目前應(yīng)用Covis ST的研究多集中在圓錐角膜早期診斷、膠原交聯(lián)術(shù)及屈光手術(shù)術(shù)前與術(shù)后對比及手術(shù)效果的預(yù)測[10]，雖然獲得了一定的進展，但研究成果尚未能形成共識，而在DM、白內(nèi)障患者的角膜生物力學(xué)改變方面研究相對較少，本研究選取反應(yīng)角膜剛度及黏彈性的部分重要參數(shù)作為觀察指標(biāo)，以探討DM、年齡相關(guān)性白內(nèi)障對角膜生物力學(xué)可能產(chǎn)生的影響。

圖1 DM組CCT-IOP線性回歸關(guān)系Fig.1 Linear regression analysis of CCT with IOP in DM group

圖2 對照組CCT-IOP線性回歸關(guān)系Fig.2 Linear regression analysis of CCT with IOP in control group

注：A為角膜初始狀態(tài)；B為角膜第1次壓平狀態(tài)；C為角膜最大凹陷程度圖3 Corvis ST系統(tǒng)軟件控制面板 圖4 部分角膜形變過程Fig.3 Corvis ST system software control panel Fig.4 Part of the corneal deformation process

本研究結(jié)果顯示：DM組較對照組，所觀察的角膜生物力學(xué)相關(guān)參數(shù)均發(fā)生改變，CCT、IOP增高，A1T顯著增加，DA顯著降低，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。Goldich Y等[11]研究發(fā)現(xiàn)，DM患者的CCT較正常人顯著增高；既往研究表明，DM美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的高級聚糖化終產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)在角膜細(xì)胞內(nèi)外的累積會導(dǎo)致角膜增厚變硬，隨DM病程延長，角膜組織細(xì)胞異常物質(zhì)不斷累積從而導(dǎo)致CCT增加[12]；另一方面高血糖通過糖基化和賴氨酸氧化酶反應(yīng)誘導(dǎo)角膜基質(zhì)膠原纖維交聯(lián)加強，從而增加角膜的厚度和硬度，導(dǎo)致角膜生物力學(xué)特性改變[13]，糖基化終未產(chǎn)物羧甲基賴氨酸沉積在DM人的角膜上皮基底膜，也能使角膜增厚[14]，這些都屬于長病程DM患者角膜厚度增加的原因。眼壓峰值大多出現(xiàn)在非門診時間，凌晨眼壓最高[15]，故本研究選取上午10 ∶00至12 ∶00時進行檢測，減少眼壓晝夜波動的影響，有研究表明，眼壓測量會受到角膜厚度的影響，特別是當(dāng)眼壓值與其臨床表現(xiàn)不符時，應(yīng)考慮中央角膜厚度的因素[16-17]，故DM患者角膜的剛度及厚度的增加，也是導(dǎo)致眼壓較正常人高的原因之一，本研究顯示DM患者的角膜中央厚度及眼內(nèi)壓都有增高，在DM組的CCT與IOP相關(guān)性分析中，CCT與IOP之間也發(fā)現(xiàn)了弱的正相關(guān)性，與上述結(jié)論相符。Pérez-Rico C等[18]則研究發(fā)現(xiàn)，血糖控制欠佳的DM患者可能會出現(xiàn)獨立于CCT的眼壓升高，DA與血糖濃度成負(fù)相關(guān)，A1T與血糖濃度成正相關(guān)。DA為角膜從初始狀態(tài)達(dá)最大壓陷狀態(tài)時角膜頂點間的垂直距離，Elsheikh A等[19]研究得出角膜的膠原纖維交聯(lián)增多會導(dǎo)致角膜的彈性減低的結(jié)論，本研究也發(fā)現(xiàn)DA值的降低，提示了DM患者角膜硬度增加使角膜更不容易發(fā)生形變。相對應(yīng)的，A1T是指氣流脈沖作用于角膜時，角膜由于其黏彈性發(fā)生形變，從初始狀態(tài)開始凹陷至第一壓平狀態(tài)的時間，為反映角膜黏彈性能的角膜生物力學(xué)參數(shù)[20]，本研究中 A1T 的增大,同樣顯示了角膜黏彈性的減低。目前有關(guān)白內(nèi)障的角膜生物力學(xué)研究，方向多在白內(nèi)障相關(guān)手術(shù)的術(shù)前與術(shù)后，Kato Y等[21]認(rèn)為白內(nèi)障手術(shù)會帶來穩(wěn)定持續(xù)的眼內(nèi)壓下降，但其生理機制還并未完全清楚 ；徐凌霄等[22]將白內(nèi)障超聲乳化術(shù)眼術(shù)前與術(shù)后1周、術(shù)后1個月測定的角膜生物力學(xué)參數(shù)進行對比，數(shù)據(jù)顯示術(shù)后1周角膜第一次壓平長度、第二次壓平長度、眼壓、矯正眼壓、峰距、DA以及CCT值的總體比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，但術(shù)后1個月受檢眼角膜生物力學(xué)特性恢復(fù)正常，表明短期內(nèi)白內(nèi)障手術(shù)能對角膜生物力學(xué)造成影響；宋沙沙等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者中角膜曲率和眼軸可能是影響角膜生物力學(xué)特征的角膜相關(guān)參數(shù)，本研究結(jié)果尚未發(fā)現(xiàn)成熟期白內(nèi)障本身引起的角膜生物力學(xué)差異，需要今后進一步研究加以闡明相關(guān)機制。

目前已有多種測量角膜生物力學(xué)的方法，但是尚無一種形成統(tǒng)一認(rèn)識的方法可以全面反映角膜的生物力學(xué)特性。本項研究應(yīng)用 Corvis ST分析探討長病程的中老年DM伴或不伴成熟期老年性白內(nèi)障的患者，與正常人之間角膜組織生物力學(xué)相比的特點和變化，數(shù)據(jù)結(jié)果與長期的DM造成角膜微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致角膜剛度增加、黏彈性降低基本一致。本研究存在一些局限性，對照組樣本量相對較少，未能檢測DM組患者糖化血紅蛋白含量，白內(nèi)障的分期主觀性較大，鑒于白內(nèi)障會影響眼底檢查，沒有排除合并成熟期白內(nèi)障的長病程患者DM視網(wǎng)膜病變可能對視力造成的影響，也沒有排除干眼、瞼板腺功能障礙等常見眼表病變對角膜的影響?？傊?，角膜組織生物力學(xué)特點和變化相對復(fù)雜，而臨床意義重大，還需要進一步深入研究以為臨床疾病的診斷和預(yù)測提供參考和指導(dǎo)。