谱域OCT测量睫状肌和眼前节的调节变化及其相互关系

摘要

课题一谱域OCT测量睫状肌的调节变化 第一部分建立睫状肌测量的1310 nm谱域OCT系统 目的：探测1310 nm谱域OCT系统拍摄人眼睫状肌的可行性。 方法：本实验收集了3位非老视健康受试者。采用1310 nm谱域OCT来测量受试者调节放松下和最大调节状态下的左眼颞侧睫状肌。然后采用自行设计的软件对OCT图像进行矫正和数据分析。实验得到睫状体数据信息包括巩膜突后1mm(CMT1)，2mm(CMT2)和3mm(CMT3)处的睫状肌厚度、睫状肌最大厚度(CMTM)、巩膜突后1mm以内的睫状肌面积(CMA1)、巩膜突后1mm到2mm之间的睫状肌面积(CMA2)和巩膜突后2mm到3mm之间的睫状肌面积(CMA3)。 结果：在调节放松和最大调节状态下，1310 nm谱域OCT系统均能够获得睫状肌的清晰图像。从这些图像中能够很好地分辨出睫状肌的边界，并可以顺利地进行图像的矫正和数据分析。从三位受试者的结果看，在调节放松状态下，睫状肌的最大厚度和巩膜突后1mm和2mm处的厚度要比最大调节状态下薄，而巩膜突后3mm处的睫状肌厚度要比最大调节状态下厚。在面积方面，调节放松时的巩膜突后2mm内的睫状肌面积要比最大调节时小，而巩膜突2-3mm处的睫状肌面积要比最大调节时大。 结论：本研究首次采用1310 nm谱域OCT采集获得了睫状肌图像，所得到的图像能够清晰的显示睫状肌。采用自行编写的软件对图像进行了矫正和分析处理，所得到的数据在以往研究的正常范围内。这项新技术将有助于今后对睫状肌的功能和疾病研究。 第二部分1310 nm谱域OCT测量睫状肌的调节变化及其重复性 目的：采用1310谱域OCT系统测量睫状肌的调节变化及其重复性。 方法：本实验收集29位非老视健康受试者(29眼)。采用谱域OCT来测量受试者调节放松下和最大调节状态下的左眼颞侧睫状肌，并对每种调节状态进行了重复测量。然后采用自行开发设计的软件来矫正和处理OCT图像获取睫状肌的厚度和面积参数(见第一部分摘要)。并对该仪器的重复性进行了比较评估，两种状态下的睫状肌参数进行了比较。采用重复系数(CoR)和组内相关系数(ICC)来评估两种调节状态下1310 nm谱域OCT测量眼睫状肌参数的重复性。Bland-Altman散点图用来分析两次测量的一致性。采用受试者操作特征曲线对个睫状肌参数进行分析，同时计算ROC曲线下面积(AUC)。 结果：在调节放松状态下和最大调节状态下，睫状肌各参数的重复测量具有很高的重复性。除了调节放松状态下的CMT3外，其余各参数在两种调节状态下的重复系数都在10％以下，平均重复系数±标准差为7.98％±1.53％(范围：4.91％到10.24％)。所有参数的组内相关系数都高于0.82，平均组内相关系数±标准差为0.91±0.04(范围：0.82到0.95)。Bland-Altman散点图显示，在调节放松下和最大调节状态下的均未出现明显偏差。在两种调节状态的比较中，前部睫状肌参数在最大调节状态下比调节放松状态下有所增大(P<0.05)，而最大调节状态下的后部睫状肌比调节放松状态下有所减小(P<0.05)。CMT2在两种调节状态下并无统计学差异(P<0.05)。睫状肌的7个参数的AUC从0.54到0.91，其中CMTM的AUC最大。 结论：1310 nm谱域OCT测量睫状肌具有良好的重复性。1310 nm谱域OCT是一种很有前景的睫状肌研究的工具，在调节过程中，前部睫状肌的厚度和面积增大，而后部睫状肌则有所减少，提示睫状肌在调节时呈向心性运动和向前运动。睫状肌最大厚度可能是反应调节过程中睫状肌变化的良好指标。在今后的研究中，应该要关注睫状肌和其他眼前节参数的关系。 课题二谱域OCT测量晶状体的调节变化及其与睫状肌的关系 目的：采用超长扫描深度谱域OCT(UL-OCT)和1310 nm谱域OCT来评估调节时眼前节的变化及其与睫状肌变化的相关性。 方法：UL-OCT和1310 nm谱域OCT采集27位受试者(27眼)的眼前节图像信息。在调节放松状态下和调节最大状态下的眼前节变化进行拍摄，超长扫描深度谱域OCT用于拍摄从角膜前表面到晶状体后表面的整体眼前节图像，1310nm谱域OCT用于拍摄睫状肌图像。实验分别拍摄了受试者在调节放松状态和调节最大状态下的眼前节图像，并对每种调节状态进行了重复测量。采用自行开发设计的软件来进行图像的拼接、矫正和数据分析。实验得到的眼前节和睫状体信息包括：中央角膜厚度(CCT)、前房深度(ACD)、前房宽度(ACW)、瞳孔直径(PD)、晶状体厚度(LT)、眼前节长度(ASL=ACD+LT)、晶状体中央位置(LCP=ACD+1/2LT)、晶状体前后表面曲率半径(LAC，LPC)以及睫状肌厚度和睫状肌面积(见第一部分摘要)。采用重复测量的配对t检验、重复系数(CoR)、组内相关系数(ICC)和Bland-Altman散点图来评估两种调节状态下UL-OCT测量眼前节参数的重复性和一致性。 结果：在调节放松和最大调节状态下，眼前节参数两次重复测量的配对t检验均没有显著性差别(P>0.05)。两种调节状态下的角膜中央厚度、前房深度、前房宽度、晶状体厚度、眼前节长度和晶状体中心位置具有较好的重复性(重复系数在0.50％到2.93％之间)，瞳孔直径、晶状体前表面曲率半径和晶状体后表面曲率半径的重复系数稍低，在7.65％到14.97％之间。角膜中央厚度、前房深度、晶状体厚度、眼前节长度和晶状体中心位置的具有极高的组内相关系数在0.966到0.998之间，瞳孔直径、前房宽度、晶状体前表面曲率半径和晶状体后表面曲率半径的组内相关系数较低(0.191到0.9470)。Bland-Altman散点图显示，在调节放松下和最大调节状态下的均未出现明显偏差。两种调节状态下的角膜中央厚度和前房宽度并没有出现显著性变化(P<0.05)，最大调节状态下的前房深度、瞳孔直径、晶状体中心位置、晶状体前表面曲率半径和晶状体后表面曲率半径小于调节放松状态下(P<0.05)，而晶状体厚度和眼前节长度要大于调节放松状态下(P<0.05)。前部睫状肌各参数在最大调节状态下比调节放松状态下有所增大(P<0.05)，而后部睫状肌参数在调节放松状态下有所变小(P<0.05)。调节时，前部睫状肌变化与眼前节各参数的变化存在良好的相关性。 结论：UL-OCT能较好地测量眼前节相关参数，并具有良好的重复性。调节时，晶状体的后表面曲率半径变小并向后移动，前部睫状肌和眼前节相关参数变化存在着相关性。