研究文章

解构前段拥挤:原发性房角关闭型青光眼手术后恶性青光眼的术前解剖学预测因素

DOI:

10.3791/71614

2026年7月28日

本文内容

摘要

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术前超声生物显微镜检查显示,模拟睫状体-晶状体距离缩短、晶状体拱度增加以及小梁-睫状突角度变窄是与原发性闭角型青光眼手术后恶性青光眼发生显著相关的探索性解剖学特征组合。

摘要

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

了解眼前段拥挤对于识别原发性房角关闭型青光眼(PACG)患者在接受超声乳化吸除术、人工晶状体植入术及房角粘连分离术(PEI‒GSL)后发生恶性青光眼(MG)的术前危险因素至关重要。本回顾性病例对照研究纳入24例术后发生MG的PACG患者(MG组)与24例随机选取的对照患者(对照组)。术前超声生物显微镜(UBM)测量指标包括前房深度(ACD)、晶状体凸度(LV)、睫状突间距(CCD)、睫状体厚度、睫状体前部位置、小梁-睫状突角(TCPA)以及模拟睫状体-晶状体距离(sCLD)。为消除观察者偏倚,所有导出的原始UBM图像均完全匿名化,去除所有可识别的元数据,随机排序并分配由计算机生成的唯一哈希值后,进行单盲评估。MG组术前sCLD显著更短,LV更大,ACD更浅,TCPA更窄,其标准化均数差均超过0.8。经错误发现率校正后,这些差异仍具有统计学意义(校正后 P < 0.05)。关键的是,对眼轴长度(AL)进行校正的多变量逻辑回归分析表明,较短的sCLD(P < 0.001),左心室(P < 0.001)以及缩窄的TCPA(校正后 P = 0.0099)与MG的发生保持高度稳健的独立相关性。MG组表现出参数协调性减弱的趋势,尤其是AL与ACD之间(r = 0.334 vs. 0.718)。探索性主成分分析鉴定出一种结构特征 "前段结构拥挤" 轴(解释了62.2%的方差),其中MG组负向聚集。一项探索性、未加权的复合睫状体阻滞评分显示较大的分离效应量(Cohen’s d = 1.995, P < 0.001)。总之,术前缩短的sCLD、增大的LV以及变窄的TCPA构成一个与术后MG独立相关的解剖学风险簇。尽管前段拥挤是该队列的特征,但这些多变量模型严格作为探索性、样本特异性构建,且明确缺乏外部临床验证。

引言

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原发性闭角型青光眼(PACG)是导致不可逆性失明的主要原因之一。该病在亚洲人群中尤为常见,因为这些人群前房角狭窄的解剖学倾向非常普遍1。此类患者常伴有眼内压升高,通常需要手术治疗以降低眼压,防止视神经发生永久性损伤。目前,超声乳化白内障吸除联合人工晶状体植入及房角粘连分离术(PEI-GSL)是一种高度有效的手术选择。与激光周边虹膜切开术或激光周边虹膜成形术等传统治疗方式相比,该手术在扩大前房角、减少对局部抗青光眼药物的依赖以及稳定长期眼压波动方面已显示出更优的临床疗效2。该手术通过移除增厚的晶状体并分离粘连的前房角,有效解除瞳孔阻滞,打开闭合的房角。尽管与小梁切除术等传统滤过性手术相比,PEI-GSL可显著降低术后持续性低眼压、滤过泡相关感染及早期术后前房出血的发生率,但仍可能引发严重的术后并发症。术后恶性青光眼(MG)即为其中最具挑战性的并发症之一。尽管发生率较低,但恶性青光眼是一种威胁视力的急症,治疗困难,常导致治疗失败和严重视力损害3,4。因此,对于接受该手术的PACG患者而言,早期识别和预防至关重要。

MG 的临床病程复杂,且以难以管理著称。其核心病理生理过程涉及房水流动方向的异常逆转。在健康的眼球中,房水通过小梁网向前引流。而在 MG 中,房水发生错向引流,并积聚于玻璃体后腔。这种持续的液体积聚导致玻璃体腔压力迅速升高。升高的压力进而推动整个晶状体-虹膜隔向前移位。这种物理性移位导致前房普遍变浅或完全消失,这与典型的瞳孔阻滞性青光眼不同,在后者中周边虹膜切开术通道仍保持通畅。MG 还会引起广泛的继发性房角关闭以及眼内压急剧升高。这些事件共同形成一个自我维持的恶性循环4,5,6。传统上,MG 的发生与睫状体阻滞的概念密切相关。该机制认为,睫状体、晶状体和前部玻璃体面之间的正常解剖关系在结构上遭到破坏。然而,导致睫状体阻滞的确切解剖学危险因素仍不明确。我们目前也缺乏精确的术前预测指标。这种不确定性给早期临床识别和预防性手术规划带来了重大挑战。

高分辨率成像技术已成为理解这些结构变化的重要工具。超声生物显微镜(UBM)的进步如今能够对眼前段进行详细测量。UBM可以清晰地显示包括睫状体和后房在内的深部及隐匿性结构。该技术在阐明恶性青光眼的解剖学基础方面具有巨大潜力7,8。既往的UBM研究表明,某些宏观解剖特征的组合构成了恶性青光眼的高风险基础。这些特征通常包括较短的眼轴长度和非常浅的眼前房。晶状体的前移位置以及睫状体的异常前旋也增加了此类风险9,10,11。近年来,研究人员引入了新的UBM参数以改进风险评估。模拟睫状体-晶状体距离(sCLD)便是其中一个重要参数,近年来受到广泛关注。研究人员认为,与传统的整体测量方法相比,该参数可能更直接地反映睫状体-晶状体阻滞(睫状体阻滞)的局部风险12

这些新参数在预测恶性青光眼(MG)中的具体作用机制尚未得到系统研究。此外,它们与其他关键结构参数之间的协同关系也需要进一步深入探讨。仅评估孤立的参数可能不足以准确预测手术风险。全面评估眼前段拥挤情况或许是必要的。眼前段拥挤代表一种宏观层面的解剖表型,很可能由潜在的睫状体阻滞机制所驱动。术前分析多种眼部参数之间的结构协调性,可能有助于更深入理解疾病的发生发展过程。因此,本研究旨在系统解析眼前段拥挤的解剖学基础。我们回顾性比较了接受PEI-GSL手术后发生恶性青光眼的原发性闭角型青光眼(PACG)患者与未发生该并发症的对照组之间的详细术前眼部参数12,13。通过这种对照比较,我们试图识别潜在的高危解剖特征12

从实际应用的角度来看,这种定量的UBM筛查方法为临床医生提供了一个可重复的框架,用于在进行急性眼减压手术前分层评估手术风险并实施预防性管理策略14。然而,读者必须认识到该技术固有的临床局限性:UBM具有高度操作者依赖性,需要接触式壳体浸润,在前房极浅的病例中可能技术上具有挑战性或存在风险,并且仅能对前部静态结构进行评估,因而无法纳入动态玻璃体和脉络膜状态可能产生的血流动力学或流体静力学影响15,16。本研究的最终目标是为葡萄膜巩膜途径(MG)的病理机制提供基于数据的假设,并为高风险原发性闭角型青光眼(PACG)患者建立可靠的术前筛查指标1,12

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方案

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在开始回顾性审查之前,已获得机构医学伦理委员会的正式批准。本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》的伦理原则进行。对于使用去标识化历史数据的回顾性研究设计,监管委员会已批准免除知情同意。患者在初次手术入院时已签署用于科研用途的广泛性通用同意书。

1. 患者选择与队列分层

病例筛选与分组
通过机构电子病历数据库进行筛选,以确定在规定研究期间内被诊断为原发性闭角型青光眼(PACG)并接受过超声乳化吸除术、人工晶状体植入术以及房角粘连分离术(PEI-GSL)的所有患者。

恶性青光眼(MG)组的建立
提取了在初次手术后三个月内发生术后恶性青光眼(MG)的患者记录。采用严格的诊断标准,包括中央和周边前房持续变浅或完全消失,同时伴有正常或升高的眼内压(IOP),且存在通畅的周边虹膜切开术。诊断由两位对后续容积分析不知情的资深青光眼专家独立确认。

对照组的建立
采用随机抽样序列(例如,使用计算机生成的随机数字表生成)从同一时间段内由同一外科医生实施相同PEI-GSL手术但未出现术后房水迷流迹象的其余患者中选取对照组参与者。

纳入与排除标准筛选
对所有候选病例记录均应用严格的排除标准,以尽量减少潜在的混杂因素。排除的记录包括:(1)人口统计学、临床或影像数据不完整的病例;(2)既往有眼内手术或激光干预史的病例;(3)术中出现并发症的病例,包括脉络膜上腔爆发性出血、后囊膜破裂或术中脉络膜脱离;(4)继发性青光眼类型,如新生血管性、外伤性、葡萄膜炎性或剥脱性青光眼,以及原发性开角型青光眼;以及(5)合并结构性异常的病例,特别是纳米眼球(定义为眼轴长度 <20.0 mm)或晶状体半脱位。

2. 临床基线与术前检查流程

常规生物特征评估
入院时,进行了标准化的全面眼部检查。采用标准视力表记录最佳矫正视力(BCVA),并测量基线眼内压(IOP)。 通过 Goldmann 压平眼压计测量。通过详细的裂隙灯生物显微镜检查评估前房深度和虹膜形态。采用自动光学生物测量仪进行光学生物测量,以获取术前眼轴长度(AL)。 通过 部分相干干涉测量术

术前房角镜检查绘图
在暗室中,使用四面镜房角棱镜并施加最小角膜压力,进行动态和静态房角镜检查。根据Scheie分类法(I–IV级)记录静态窄角的解剖结构。为了量化周边前粘连(PAS),施加轻柔的后向压力(加压房角镜检查)以打开房角隐窝,并记录360°范围内不可逆的器质性粘连性房角关闭所累及的严格时钟小时范围。

眼后段筛查
作为常规临床检查方案的一部分,对黄斑区和视盘进行谱域光学相干断层扫描(SD-OCT),以评估视网膜神经纤维层的结构完整性,并排除合并的玻璃体视网膜或黄斑病变。为聚焦于眼前段拥挤的局部结构风险标志物,OCT衍生的变量未纳入后续的预测模型中。根据临床指征,常规使用术前局部抗菌药物和速效降压药物。

3. 标准化手术协调(PEI-GSL)

麻醉与切口设计
术前使用眼科表面麻醉滴眼液(0.5%盐酸丙帕卡因)滴眼三次进行表面麻醉。按照无菌眼科操作规范对手术区域进行消毒并铺巾。在颞侧角膜缘处制作一个2.2 mm的主透明角膜隧道切口,另使用标定眼科手术刀片在约90°方向处制作一个1.0 mm的侧切口。

粘弹性操作与房角粘连分离术
前房内注入内聚性眼用粘弹性物质,以加深空间并维持结构稳定性。在通过手术用房角镜直视下,将房角粘连分离刮匙经侧切口插入。将周边虹膜组织轻柔地向后分离,使其脱离小梁网。对存在周边前粘连的所有钟点位置进行机械性分离,直至巩膜突和小梁网完全暴露。

白内障摘除与人工晶状体植入
制作一个直径约 5.0–5.5 mm 的连续环形撕囊。当因慢性粘连导致瞳孔扩张不足时,使用临时性瞳孔扩张装置以改善术野可视性。采用低能量超声参数对晶状体核进行标准的超声乳化,随后自动双联灌注与抽吸清除残留的皮质物质。注入一种内聚性眼用粘弹性剂以扩张囊袋,并将一枚可折叠疏水性丙烯酸人工晶状体植入囊袋内。随后彻底抽吸前房及晶状体后间隙中的残留粘弹性物质。

伤口闭合与术后用药管理
使用平衡等渗眼科灌注液对角膜基质切口边缘进行水化处理,以实现自封闭式伤口闭合。通过Seidel渗漏试验验证结构的密水完整性。手术结束时,涂抹抗生素-皮质类固醇复合眼科软膏。术后维持标准化的为期一个月的局部用药方案,包括抗生素-皮质类固醇复合眼科滴眼液(每日四次,每周逐渐减量)、非甾体类抗炎眼科滴眼液(每日两次)以及含0.5%匹罗卡品的缩瞳性眼科滴眼液(每日两次),以稳定虹膜-晶状体隔膜的结构。

4. 超声生物显微镜图像采集设置

仪器校准与设置
采用50 MHz超声生物显微成像探头进行高频数字超声生物显微成像。电子增益设定为60–75 dB,扫描视野为14.0 mm × 10 mm,扫描深度分辨率≤50 µm。成像前,使用制造商提供的自动电子标准品验证系统校准。

扫描执行与质量控制检查点
患者在标准的中等光照条件(<5 勒克斯)下取仰卧位,体位舒适。要求患者持续注视安装在天花板上的固定目标。将无菌的眼科浸入式眼杯插入结膜囊,并注入无菌生理盐水或1%甲基纤维素作为声学耦合介质。随后将高频超声探头轻柔浸入,避免对角膜施加机械压力。

水平全景扫描工作流程
将探头沿垂直视轴水平对齐,以获取穿过瞳孔几何中心的全景横截面图像。只有当图像中鼻侧和颞侧的巩膜突、虹膜轮廓和晶状体前囊均能同时对称显示时,图像质量才被视为可接受。

径向象限扫描工作流程
在角膜缘的12点、3点、6点和9点位置(分别对应上方、鼻侧、下方和颞侧象限)进行径向线扫描。在每个位置,调整探头角度直至达到最佳声学对齐,表现为清晰可见的高反射性巩膜突以及睫状突顶端结构清晰可辨。未满足上述质量标准的图像将被舍弃并重新采集。

5. 特定软件的图像测量工作流程

图像标准化与盲法随机化
原始的未压缩数字超声生物显微镜图像从成像系统中导出。为尽量减少评估者的偏倚,所有导出的文件均通过自动化脚本进行处理,该脚本可去除患者身份信息、随机化图像显示顺序,并为每幅图像分配一个由计算机生成的唯一加密哈希值。随后,将经过随机化和设盲的图像集提供给一位经验丰富的青光眼专科医生进行定量分析。

标度校准与工作区设置
在 ImageJ 中打开图像。使用制造商嵌入的标度尺进行空间校准。定义一条与已知标度尺长度相对应的直线,并在校准设置中输入已知距离和测量单位(mm)。将校准结果全局应用于所有图像。使用固定的显示设置对图像对比度和亮度进行标准化,以优化解剖边界的可视化效果。

结构度量提取与标志点确定
根据预定义的解剖学标准进行人工测量。

前房深度(ACD)
前房深度测量为角膜中央内皮与晶状体前表面之间的垂直距离。

晶状体 vault(Lens Vault, LV)
以连接鼻侧与颞侧巩膜突的直线作为参考基线。晶状体 vault 测量为晶状体前极点至巩膜突间基线的垂直距离。

睫状突–睫状突距离(CCD)
使用全景扫描,测量一侧最内端睫状突顶点与对侧相应顶点之间的距离。

睫状体厚度边界结构
通过径向象限扫描评估以确定巩膜突和睫状体边界的定位。在受到声影影响的区域,测量以低反射的睫状肌组织与高反射的巩膜内壁之间的界面为参考。

睫状体厚度参数
CBT0 定义为从巩膜突到睫状体内部葡萄膜边界的垂直距离。CBT1000 在沿内层巩膜壁向后 1000 µm 的位置测量,其厚度为垂直于巩膜表面的距离。CBTmax 定义为邻近睫状突顶端处睫状体的最大厚度,测量方向垂直于巩膜外表面。

睫状体前部位置(APCB)
在巩膜突处建立一条垂直于巩膜内壁的参考线。APCB 测量为最前部睫状突顶点到该参考线的垂直距离。

小梁-睫状突角(TCPA)
以巩膜突作为角的顶点,一条边沿小梁网内侧边界延伸,另一条边沿睫状突前表面延伸。所形成的角以度数记录。

模拟睫状体-晶状体距离(sCLD)
建立一条通过巩膜突且与巩膜外表面平行的虚拟切线。测量睫状突顶点到该切线的最短距离,以及晶状体前囊膜到同一切线的最短距离。记录这两个距离的差值,当睫状突向前延伸超过晶状体平面时,保留负值。

对于基于象限测量获得的参数,将上方、鼻侧、下方和颞侧四个象限的数值取平均值,以生成每只眼的单一解剖学指数。

6. 可重复的统计分析工作流程

包的部署与环境初始化
所有计算和统计分析均在 R 环境(版本 4.5.1)中进行。分析流程采用了 tidyverse 工具集,包括用于数据可视化的 ggplot2 包、用于统计建模的 stats 包,以及用于主成分分析可视化的 factoextra 包。所有统计检验均采用 α = 0.05 的显著性水平。

单变量及协变量校正分析
使用Shapiro–Wilk检验评估数据分布。符合正态分布的变量采用假设方差齐性的独立两样本t检验进行比较,而不符合正态分布的变量则采用Mann–Whitney U检验进行分析。

多重检验校正
为校正多个超声生物显微镜参数同时比较所带来的多重检验问题,采用Benjamini–Hochberg错误发现率方法对p值进行调整。调整后的q值< 0.05被认为具有统计学显著性。

标准化均数差
计算标准化均数差以评估组间平衡性。

多变量逻辑回归
构建多变量逻辑回归模型以识别独立预测因子,同时控制潜在的混杂变量。将眼轴长度作为协变量纳入模型,并采用Wald统计量评估预测因子的显著性。

多变量协调性与模式聚类
采用皮尔逊相关系数评估关键生物测量参数之间的相互关系。随后通过 Fisher z 变换对相关系数进行转换,以检验不同研究组间参数间协调性的差异。

主成分分析
在分析前,使用Z分数变换对定量变量进行标准化。通过主成分分析来表征多变量结构模式并评估组间分离情况。利用主成分分析可视化工具提取并展示变量载荷和受试者投影。

综合评分框架
采用模拟的睫状体-晶状体距离、小梁-睫状突角度和晶状体位置高度的标准化数值,计算出一个未加权的综合睫状体阻塞评分。对模拟的睫状体-晶状体距离和小梁-睫状突角度的方向性进行了反转,使得较高的数值始终反映较高的解剖学风险。通过将每位参与者的各项标准化指标进行求和,得到综合评分。

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结果

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表1所示,MG组与对照组在人口统计学特征或生物测量参数方面均无显著差异。关键的是,诸如眼轴长度(AL)(SMD = 0.232)和年龄(SMD = 0.298)等重要基线协变量的标准化均数差(SMD)均远低于0.3的阈值,表明两组在这些基线变量上具有良好的平衡性。然而,在超声生物显微镜(UBM)参数方面观察到显著的解剖学差异(图1)。MG组的sCLD显著减小(未校正P < 0.001,SMD = 2.364),LV显著增大(未校正P < 0.001,SMD = 1.596),前房深度(ACD)更浅(未校正P = 0.0007,SMD = 1.050),以及TCPA更小(未校正P = 0.0037,SMD = 0.882)。针对UBM参数的多重比较采用了错误发现率(FDR)校正,sCLD、LV、ACD和TCPA的显著性结果依然稳定(所有校正后P < 0.05)。这些参数的SMD值均超过0.8的阈值,表明组间效应量大,具有临床意义的显著差异。

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讨论

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恶性青光眼(MG)在诊断和治疗上仍然是一个极具挑战性的临床问题,提高对该病的识别能力对于保护患者的视功能至关重要。尽管睫状体阻滞传统上被认为是导致房水错流的关键机制,这一点在现代文献中已有广泛记载11,12,17,但可靠的术前预测指标至今仍不明确。本研究为更清晰地解析驱动MG的病理机制提供了临床见解。尤为重要的是,研究中的观察者间一致性评估为超声生物显微镜(UBM)参数测量的可重复性和稳定性提供了有力验证,而这些参数的准确性在很大程度上取决于严格的操作流程执行。

本研究显示,sCLD 是区分重症肌无力组与对照组效应量最大的单一参数(SMD = 2.364),且重症肌无力组的平均 sCLD 为负值。该结果与 Liu 等人的报道一致。12然而,代表睫状环原始直径的睫状环直径(CCD)在两组之间并无显著差异,提示葡萄膜外翻(MG)的发生可能主要归因于后天性...

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披露

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作者声明无竞争利益。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
全自动光学生物测量仪Carl Zeiss Meditec AGIOLMaster 500基于部分相干干涉测量法的眼轴长度生物测量设备
溴芬酸钠滴眼液Bausch & Lomb Inc.Prolensa 0.07%局部用非甾体类抗炎眼药水
一次性浸润式眼杯天津索维电子技术有限公司SEC-140用于接触式高频超声生物显微镜扫描的无菌塑料耦合套筒
effsize 软件包CRAN 代码库版本 0.8.1用于计算标准化均值差和 Cohen’s d 的 R 语言软件包
factoextra 软件包CRAN 代码库版本 1.0.7用于主成分分析矩阵可视化的专用 R 工具包
ggplot2 软件包Posit, PBC (CRAN)版本 3.5.0高性能 R 数据包,用于高级散点图绘制
虹膜周边分离术刮匙Katena Products, Inc.K3-2520用于后部机械性虹膜分离的专用显微手术刮匙
疏水性丙烯酸人工晶状体爱尔康公司AcrySof IQ SN60WF可折叠单件式疏水性丙烯酸人工晶状体
ImageJ 软件美国国立卫生研究院版本 1.54h基于 Java 的开源图像处理与多参数校准工具
甲基纤维素凝胶诺华公司OcuCoat 2%1% 眼用透明粘弹性凝胶,作为声学耦合介质
超声乳化手术刀BD 医疗-眼科系统3722222.2 mm 校准透明角膜隧道切口刀片
超声乳化系统爱尔康公司Centurion Vision System具有低能量超声参数的显微手术白内障摘除平台
盐酸毛果芸香碱滴眼液诺华公司Isopto Carpine 0.5%0.5% 局部用缩瞳剂拟副交感神经药,用于稳定虹膜隔膜
盐酸丙帕卡因爱尔康公司NDC 0065-0251-150.5% 局部用眼科表面麻醉滴眼液
psych 软件包CRAN 代码库版本 2.4.3用于执行 Fisher z-变换相关性检验的 R 语言工具集
R 统计计算环境R 基金会版本 4.5.1用于多元建模与数据缩放的计算语言引擎
侧切口刀BD 医疗-眼科系统3710151.0 mm 斜角侧切口穿刺刀
透明质酸钠Bausch & Lomb Inc.Amvisc Plus 1.6%凝聚性粘弹性剂,用于加深和稳定前房
谱域光学相干断层扫描仪海德堡工程公司Spectralis HRA+OCT用于视网膜神经纤维层筛查的光学相干断层扫描仪
tidyverse 软件包套件Posit, PBC (CRAN)版本 2.0.0用于数据操作与高级函数式管道处理的 R 软件包集合
妥布霉素-地塞米松滴眼液爱尔康公司TobraDex 5mL术后联合使用的抗炎类固醇滴眼液
妥布霉素-地塞米松眼膏爱尔康公司TobraDex Sterile术后联合使用的抗生素-皮质类固醇眼用软膏
超声生物显微镜系统天津索维电子技术有限公司SW-3200L高频数字 50 MHz 前节声学成像扫描仪

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