正常人瞳孔对光反射的生物力学性能与年龄的相关性

摘要

目的:初步探索正常人瞳孔对光反射曲线的生物力学模型,了解各分量参数与年龄的关系.方法:系列病例研究.使用Oculus Keratograph4角膜地形图仪的Pupillometer程序收集2015年2月至2018年7月在温州医科大学附属眼视光医院视光诊疗中心就诊的143名眼部正常受试者一眼的瞳孔对光反射曲线数据,将曲线数据代人Matlab编制的生物力学模型方程,使用逐次逼近法进行拟合求解,获得瞳孔开大肌和瞳孔括约肌的弹性系数和黏滞系数;获得交感神经和副交感神经的静息、冲动神经量和神经冲动发生的延迟时间.各模型参数与年龄、瞳孔直径(PD)的关系使用相关分析和多元线性回归分析.结果:143名受试者中男65名,女78名,年龄(45.3 ±22.6)岁,PD为(5.58 ± 1.06)mm,瞳孔括约肌弹性系数kc为(0.29 ±0.29)mN/(g·mm2),瞳孔括约肌静息半径L0c为(0.89 ± 0.05)mm,瞳孔开大肌弹性系数kd为(1.27 ±1.08)mN/(g·mm2),瞳孔开大肌静息长度L0d为(3.40±0.28)mm,虹膜肌肉黏滞系数D为(3.57 ± 0.15)mN·s/(g·mm),副交感神经冲动分量fp为(134.77 ±33.23)mN/g,交感神经冲动分量fs为(1.26 ± 1.84)mN/g,副交感神经静息分量fp0为(0.19±0.26)mN/g,交感神经静息分量fs为(0.09±0.12)mN/g,副交感神经冲动延时tp为(1.15 ±0.10)s,交感神经冲动延时ts为(2.14 ±0.36)s.其中,随年龄增加而增加的瞳孔对光反射参数为Kc,随年龄增加而减小的瞳孔对光反射参数有PD、kd、L0d、fp、tp,使用对光反射模型预测PD的多元线性回归方程为:PD=2.9585-0.0099 x 年龄+0.0059 xfp+1.3259 xfs0-1.4853 x kc+0.3006 x kd+1.0159 x L0d(F=79.906,P＜0.001).结论:本研究通过建立虹膜生物力学模型,获取正常人的虹膜黏滞系数、交感及副交感神经在瞳孔对光反射中的具体数值,有利于对虹膜或自主神经相关疾病的研究.