生理学专题 • 屈光不正系列第2期炒股技巧
解读动态视觉背后的奥秘散光作为一种常见的屈光不正，其生理学机制涉及眼球光学系统的复杂相互作用。研究表明，所有正常人类眼睛都存在不同程度的球柱面误差，而散光实际上是一个极其动态的现象，受到多种生理因素的影响。从年龄相关的演变到日常的昼夜变化，从眼睑压力到泪膜状态，散光的生理学机制为我们理解屈光不正的病理生理学提供了重要视角。现代屈光手术技术的发展使得对散光生理学的深入理解变得尤为重要，这不仅有助于提高手术效果，也为个性化治疗方案的设计提供了科学依据。
动态变化特性：散光在一天中呈现规律性变化，受多种生理因素影响 年龄相关演变：从婴儿期到老年期，散光的类型和程度发生系统性变化 眼睑压力影响：上眼睑对角膜的压力是散光形成的重要机制 调节与集合作用：近距离工作时调节和集合可引起散光变化 泪膜状态影响：泪膜的稳定性和分布影响角膜光学质量一、散光的基本概念散光是指眼球光学系统中不同子午线具有不同屈光力的状态，导致光线无法在视网膜上形成清晰的焦点。实际上，所有正常人类眼睛都存在轻度的球柱面误差，构成一个双环面光学系统，即具有相对较高和较低屈光力的主子午线，两者呈直角关系。
展开剩余85%显性散光是前角膜环面和内散光的矢量总和。多种因素会改变这些柱面成分的大小并转移其子午线，从而影响整个生命过程中感知的主观散光。散光是一个极其动态的现象，光学界面形状、折射率、光学孔径、眼球-眼外结构（眼睑和眼外肌）相互作用、视觉任务、调节、双眼视、泪膜状态甚至体位的变化都会诱导和改变基线眼散光。
图1：左侧为散光，右侧正常
散光分类 规则散光：主子午线相互垂直，包括顺规散光和逆规散光 不规则散光：主子午线不垂直，常见于角膜疾病或手术后 角膜散光：由角膜表面不规则引起 内散光：由晶状体或其他眼内结构引起二、正常眼睛散光的自然病程年龄相关变化散光的年龄相关演变在屈光力和轴向方面已在流行病学研究中得到观察。新生儿和婴儿存在高度散光，但报告的数量存在差异。早产儿的散光程度更高，与受孕后年龄和出生体重呈负相关。
在5个月以下的婴儿中，约55%存在至少1D的散光，其中10%显示3D或更高的柱面屈光力。几乎所有3个月大的婴儿都至少有1D的散光，到18个月大时降至成人水平。这种减少似乎是由角膜和晶状体前表面环面度的减少引起的。
随着儿童年龄增长，大部分早期散光会逐渐消失并转变为顺规散光，这主要是由于眼睑压力的作用。大部分变化发生在1-3岁，此时角膜的垂直和水平直径及其弹性达到成人大小和程度。学龄前儿童的这种顺规散光在青春期趋于稳定。
在成年早期，超过1屈光度的散光较少见，且仍为顺规散光。横断面研究表明，平均总散光随年龄变化，从青春期的0.62D顺规散光到老年期的0.37D逆规散光。在40岁以上的成年人中，逆规散光是最常见的散光类型。有趣的是，男性显著更容易发展为逆规散光。
昼夜变化散光的大小和轴向在一天中会发生变化，这种变化可以描述为眼睑压力、眼外肌张力、瞳孔大小和调节的变化。一般来说，角膜在醒来时形状最平坦，直到晚上略微变陡。
光弧眼前节设备分析大量案例表明：角膜波前误差分析揭示了散光在一天中的显著变化，这些变化主要与眼睑压力、眼外肌张力和泪膜状态的变化有关。
三、影响散光的生理因素眼睑压力和肌肉张力通过眼睑压力引起的角膜轮廓变化自20世纪60年代中期以来已被广泛讨论。有显著向下注视的视觉任务，如阅读，可以由于眼睑压力而改变角膜曲率。这将在检影镜检查期间导致红光反射上的水平带，同时伴有地形图变化和相应的Zernike波前分析中的变形。
研究表明，由于近距离工作导致的散光轴向的平均趋势为逆规，在40°向下注视15分钟内约0.25D的变化，此时上下眼睑都与角膜中央6mm接触。眼睑倾斜、曲率和位置对角膜变化的大小很重要。
关于眼外肌对角膜散光的作用，连续使用内直肌，特别是在近距离任务期间，会对角膜施加力，增加其水平子午线的曲率半径，导致向逆规散光的转变。这些观察对临床测试有影响，建议受检者在屈光和地形图评估前至少30分钟避免近距离任务。
调节和集合三十年前，Brzezinski引入了"调节性散光"的表达，声称晶状体散光的变化可以中和角膜散光并减少眼睛的整体环面度。其他研究者建议，随着调节反应变大，散光会增加。
根据Brzezinski的说法，调节性散光与由于不均匀晶状体弹性、睫状肌可变收缩（本身改变晶状体屈光力）和集合期间眼外肌不均匀张力（导致角膜变形）引起的晶状体变形有关。这些可能解释"调节滞后"现象，即水平子午线的调节反应小于调节刺激，以及由此产生的顺规散光。
在最近的研究中，所有正视眼受试者在调节期间都变得散光，93%为顺规（平均-1.96D）。检测到顺规方向的角膜散光，右眼和左眼的平均值分别为0.84D和0.91D，与调节量没有直接关联。眼睛在放松后立即变为正视。
泪膜状态泪层具有接近角膜的折射率（1.33对1.376），空气-泪膜界面的折射占前眼表屈光力的大部分。使用硬性接触镜矫正屈光不正会在接触镜-角膜界面产生"泪镜"，解决角膜测量柱面。这使前角膜散光与内散光解耦，表现为"残余散光"。
上眼睑对角膜施加压力，泪液由于重力积聚在下眼睑边缘；这种组合诱导垂直彗差，可能表现为柱面。泪液局部聚集也由周边角膜病变引起，如翼状胬肉、角膜缘结膜癌或结节。这些变化导致角膜散光，在病变切除或泪池干燥后大部分得到解决。
泪膜效应也可以从眨眼期间眼波前变化的角度讨论。已同意高阶角膜像差在眨眼间隔期间显示微波动。这些眼表地形图的动态变化已使用高速视频角膜镜广泛研究。因此建议，出于屈光手术目的测量角膜波前像差应在每次眨眼后的固定间隔进行。
图2：光弧眼前节设备精准测量前房动态散光
四、临床意义与治疗考虑虽然本章中提出的大部分材料都是研究兴趣，但由于屈光手术，对这些生理问题的兴趣重新兴起。泪膜状态、扭转对齐和瞳孔特征的变化是眼屈光评估和激光光消融中误差的来源。我们的目标应该是首先不破坏原始眼睛的先天多功能性和光学质量；其次，避免结果的不一致性。
可用的光学模型不能完美模拟眼睛的光学性能，屈光手术技术——在诊断和治疗方面——也不能完全遵循我们的光学模型。从积极方面来看，如果我们打算使"超级视力"成为现实，我们必须更好地理解上述动态和相互作用，并"个性化"治疗。
例如，虹膜配准可用于避免准分子激光消融期间瞳孔质心和散光轴向偏移的负面影响。但这仅仅是开始，我们需要动态光学模型和高级模拟来实现上述目标。此外，对眼散光生理学的深入理解可能为屈光不正的病理生物学提供线索，并为预防临床显著散光开辟新途径。
临床实践建议 检查时机：建议在屈光和地形图评估前至少30分钟避免近距离任务 泪膜评估：在眨眼后1-4秒进行角膜地形图测量 体位考虑：注意从坐位到仰卧位时可能发生的扭转变化 个性化治疗：考虑患者的年龄、职业和生活方式因素参考文献[1] Ho JD, Tsai CY, Tsai RJ, et al. Validity of the keratometric index: evaluation by the Pentacam rotating Scheimpflug camera. J Cataract Refract Surg. 2010;36(5):788-795.
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