非球面角膜塑形镜设计通过改变角膜功率分布调控儿童近视眼轴生长的机制研究

　　为解决不同非球面设计的角膜塑形镜对近视控制效果差异的机制问题，天津眼科医院联合Nova东南大学的研究团队开展了关于轴向伸长与角膜功率分布关联性的研究。通过傅里叶分析法发现，非球面对齐曲线（AC）可增强中央角膜不对称性（F1），而部分非球面基弧（BC）能提升中周边区相对角膜屈光力（RCRP）。研究证实更高的F1和F0值与更低的年化眼轴伸长量（AL）显著相关（P<0.001），为优化角膜塑形镜设计提供了关键光学参数依据。

　　

在全球近视发病率持续攀升的背景下，角膜塑形术（Orthokeratology）作为控制青少年近视进展的有效手段，已通过多中心临床研究证实可延缓32%-63%的眼轴生长。然而传统球面设计镜片存在个体响应差异大、约四分之一患儿控制效果欠佳的问题。近年来，非球面设计镜片通过修改基弧（BC）和对齐曲线（AC）的几何形态，展现出优于传统设计的近视控制潜力，但其光学作用机制尚未明确。

为解析非球面设计对角膜形态重塑的特异性影响，《Eye and Vision》期刊最新发表了天津眼科医院与Nova东南大学合作的重磅研究。该研究创新性地采用傅里叶分解技术，首次量化比较三种不同设计镜片（全球面Alpha、AC非球面Dreamlite、BC+AC双非球面Myok）诱导的角膜功率分布变化，并建立了这些变化与眼轴伸长（Axial Elongation）的量化关联。

研究方法核心要素

研究纳入116例8-13岁近视儿童右眼数据，按镜片设计分三组进行回顾性队列分析。通过角膜地形图仪（TMS-4）采集配戴前及配戴1个月后的角膜地形数据，采用傅里叶分解提取0-4.5mm范围内10个同心圆环的球性分量（F0）、不对称性（F1）、规则散光（F2）和高阶不规则性（F3）。眼轴长度（AL）通过部分相干干涉仪（AL-Scan）在基线、6个月和12个月时测量。统计学分析采用方差分析和多重线性回归模型。

研究结果

1. 非球面设计显著降低眼轴生长

双非球面设计的Myok组展现最优近视控制效果，12个月眼轴伸长量仅0.10±0.19 mm，显著低于Alpha组的0.26±0.21 mm（P<0.001）。Dreamlite组（0.16±0.19 mm）虽优于球面设计，但统计差异主要体现在与Myok组的联合效应中。

2. 非球面对齐曲线（AC）增强中央角膜不对称性

Dreamlite组（AC非球面）在中央2mm区域内表现出较Alpha组显著更高的F0值（均值差0.02-0.46 D，P<0.01）和F1值（均值差0.68-0.78 D，P<0.01）。这表明非球面AC设计通过提升中央区球面功率和不对称性，加速了近视性离焦的形成斜率。

3. 非球面基弧（BC）提升中周边离焦量

Myok组（部分非球面BC）在3-4.5mm周边区域表现出较Dreamlite组显著更高的F0值（均值差0.66-1.05 D，P<0.01），说明非球面BC通过增大BC与RC区的曲率差异，增强了中周边区的上皮细胞重分布，产生更强的近视性离焦。

4. 治疗区参数与轴向伸长的关联

虽然三组间治疗区面积无显著差异（约9.6-9.8 mm2），但非球面设计组（Dreamlite 0.84±0.28 mm, Myok 0.83±0.31 mm）表现出较Alpha组（0.69±0.25 mm）更大的治疗区偏位（P=0.023），且偏位方向均集中于颞下象限。

5. 傅里叶参数预测近视控制效果

多重线性回归显示，中央0.5-2mm区域内的F0、F1和F3值与年化眼轴伸长量呈显著负相关（P<0.01）。这意味着配戴1个月后更大的中央角膜不对称性和高阶不规则性，预示着12个月后更低的眼轴生长速度。

结论与意义

本研究通过精密的光学分析方法揭示：非球面AC设计主要通过增强中央角膜不对称性（F1）提升近视控制效果，而非球面BC设计则通过增大中周边区相对角膜屈光力（RCRP）强化离焦效应。双非球面设计（Myok）通过协同发挥这两种机制，实现最优的近视控制效能。

该研究的突破性在于：首次建立傅里叶参数（F0-F3）与眼轴生长的量化预测模型，为临床早期评估角膜塑形镜疗效提供了可量化的光学 biomarkers。研究结果对下一代角膜塑形镜的智能化设计具有指导意义——通过精准调控特定区域的非球面度，可在不影响视觉质量的前提下最大化近视控制效果。

值得注意的是，非球面设计带来的角膜不对称性增加（F1可达2D）并未引发视觉质量问题，这挑战了传统认为角膜对称性越佳光学质量越优的认知，为近视控制的光学设计提供了新范式。未来研究需进一步追踪长期角膜形态变化与视网膜离焦分布的动态关联，推动个性化角膜塑形术的发展。