Orthokeratology for myopia control: an optometrist’s view
Review Article

角膜塑形术用于近视控制：验光师的观点

Helen A. Swarbrick

School of Optometry and Vision Science, University of New South Wales, Sydney, Australia

Correspondence to: Professor Helen A. Swarbrick. School of Optometry and Vision Science, University of New South Wales, Sydney NSW 2052, Australia. Email: h.swarbrick@unsw.edu.au.

摘要：角膜塑形术（ortho-K，OK）是一项临床技术，通过夜间佩戴逆几何设计的硬性接触镜，重塑角膜形态、调整角膜屈光力，暂时性地矫正屈光不正。角膜塑形术通过使中央角膜上皮厚度变薄，而达到塑形效果。 这种方式增加人们对于其安全性的担忧，尤其是微生物性角膜炎（MK）方面。自20世纪中期以来，随着我们对于角膜塑形术中微生物性角膜炎的可变危险因素的日益了解，微生物性角膜炎的患病率似乎已显著降低。现在很明确如果在镜片的配适、佩戴、护理方面，遵循安全操作，夜戴角膜塑形镜引起微生物性角膜炎的相对风险与佩戴其他类型的角膜接触镜相同。角膜塑形术最初主要用于低度到中度屈光不正的矫正上，近些年，其在近视控制方面的应用变得越来越常见。已发表的临床试验表明，夜戴型角膜塑形镜应用于进行性近视的儿童中，儿童的眼轴增长程度平均减少45%。但是疗效方面存在显著的个体差异，且角膜塑形术当前在近视控制方面的一个挑战是识别出哪些儿童能从这种特定的干预方式中获益最大。调整角膜塑形镜片参数，客制化重塑角膜的形状，以增强近视控制疗效，这种方式未来依然存在严峻的挑战。

关键词：角膜塑形术；近视控制；近视矫正；逆几何镜片；微生物性角膜炎；眼轴增长；个体差异

Received: 30 July 2017; Accepted: 05 January 2018; Published: 28 March 2018.

doi: 10.21037/aes.2018.02.01

角膜塑形术（ortho-K，OK）是一种临床技术，使用特殊设计的硬性角膜接触镜，称作逆几何设计镜片，使得角膜形态重塑，用于屈光矫正。这种镜片仅在夜间佩戴，晨起清醒时摘下。夜间佩戴OK镜期间，角膜被略微压平，由眼科保健医生进行了精心地微调，以便摘除镜片后充分降低角膜屈光力，以矫正患者的近视性屈光不正[1]。这项技术仅提供暂时的屈光矫正，当镜片被移除后角膜缓慢地恢复原有形状。即使经过相当长时期的OK治疗，停止佩戴2-4周后，角膜地形图和屈光度也可完全恢复到未佩戴前的状态[2-4]。在现代OK的应用中，角膜塑形镜通常用来矫正低度到中度的近视性屈光不正。

目前市场上，用于矫正近视性屈光不正的OK镜设计有很多种，所有广泛基于逆几何设计的原则（图1）。基本的反几何设计的镜片包含三个区域。镜片的中央区或基弧区比中央角膜曲率更平坦，可能包括一个或多个，球面或非球面的曲线。中央区使中央角膜变平坦，减少角膜的屈光力，从而矫正近视。环绕中央区的是反转弧区，由一条或多条比基弧陡峭的曲线组成，这种特殊的镜片设计因此得名。

图1
图1 用于近视角膜塑形的逆几何设计镜片的横截观和前面观，划分为三个区域（未按比例尺绘制），转载经Kang和Swarbrick许可 [5]。OK，角膜塑形镜

球面、非球面或S形曲线被用于反转弧区，其作用是使镜片保持居中，并通过镜片后泪膜的负压，补充中央角膜变平的力。最后，反转弧区的外围是一个区域，对齐下方的角膜中周部。定位弧区承担镜片的重力，并辅助镜片居中定位。定位弧区经常使用的是切线或非球面曲线设计，其周围被促进泪液循环的边翘包绕。不同OK镜的设计在这三个区域中，由不同数量和种类的曲线构成，且这些曲线可以被调整，完善镜片的配适和矢高，从而控制中央角膜变平的程度，通过角膜重塑，影响近视矫正[5]。

在眼睛上，逆几何镜片显示出不同寻常且独特的荧光染色图案，揭示了这类镜片背面的独特设计（图2）。夜间佩戴逆几何镜片，根据角膜地形的变化显示，中央角膜区域变平，周围的环形中周部角膜相对变陡（图3）。分析角膜地形的改变，过夜佩戴OK镜后医生可根据需要调整镜片的参数，优化镜片的配适和夜间佩戴OK镜引起的屈光变化。

图2
图2 佩戴逆几何设计的OK镜的眼睛上可观察到特征性荧光染色图案。该镜片专为近视矫正设计。荧光染色图案显示中央角膜弯曲（尽管镜片物理学上并未接触下面的角膜上皮），反转弧区下一环形中周间隙，定位弧区周边被细小的边翘包绕。OK，角膜塑形镜
图3
图3 夜间佩戴用于近视矫正的逆几何设计的OK镜后，典型的角膜地形差异图。注意中央区角膜变平或屈光力降低，周围被包绕环形的角膜变得相对陡峭。OK，角膜塑形镜

OK镜最初的临床应用是近视矫正，为近视患者提供一种无辅助设备的清晰的视觉， 从而提供一种替代框架眼镜、接触镜，或屈光手术的屈光矫正方案。最近，OK镜被越来越多的应用于近视控制，用于减少或消除儿童的近视性屈光不正的进展。OK镜的后一种应用在儿童近视患病率高的国家，尤其是东亚，占主导地位。

角膜塑形用于近视矫正

现已确定，通过夜间佩戴OK镜能有效地矫正近视性屈光不正[1,6]。最大的近视下降幅度发生于夜间佩戴的第一天，下降幅度接近75%，完全的近视矫正可发生于夜间佩戴的第7-10天。白天未佩戴镜片时，矫正效果可轻微回弹。治疗效果在开始OK治疗的第一天最明显，但会随时间推移而减少且很少超过0.25-0.50D。临床上通常是通过轻微的近视过矫进行管理，以便尽管之后有轻微的回弹，在清醒的时候仍能保持清晰视力。

佩戴OK镜可以可靠地矫正最高达4.00D的近视，但是对于更高度数的近视，可靠性变低。在亚洲国家，高度近视相对常见，从业者常规近视矫正目标为6.00D，且需要提供框架眼镜或白天佩戴的接触镜，以矫正未被塑形的残余近视的度数。

角膜塑形过程还有另一个小优势，即OK 镜片通常具有球面基弧，角膜在夜间佩戴 OK 镜片后会轻微球形化。一旦镜片被移除，这可能会稍微削弱角膜的环曲面性，为低度散光提供部分矫正 [7]。然而，随着 OK 技术的进步，更复杂的角膜塑形镜片设计已被开发，专门用于角膜塑形，利用环曲面设计有针对性地矫正更高程度的散光 [8]。

此外，现在可以使用 OK 镜片设计来使中央角膜变陡而不是变平，从而为远视和老花眼提供屈光矫正 [9,10]。这些更复杂的镜片设计需要先进的镜片配适技能，以及理解和调整角膜地形的能力，通过角膜重塑达到所需的屈光效果。

夜戴OK镜的安全性

许多研究已经证明，运用广泛的精密技术，OK镜是可以通过使角膜中央上皮变薄来重塑角膜屈光状态的[11-15]。没有证据表明角膜基质在此过程中出现任何弯曲，这是很令人安心的，因为这意味着对角膜内皮的影响很小。事实上，没有证据表明在佩戴OK镜产生的任何显著的内皮形态变化，超过人们预期在长期传统接触镜佩戴者中看到的正常接触镜的相关影响[16,17]。

角膜塑形术是通过使中央上皮变薄起作用的，这一解释引起一些担忧，因为角膜层是防止病原体入侵的重要保护屏障。这一问题已经被提出并被持续提及，佩戴OK镜是否会以某种方式损害这一最重要的预防感染的上皮屏障功能。

夜间佩戴OK镜出现微生物性角膜炎（MK）的问题在2000年代初期首次受到关注，随之越来越多的文献和科学会议报道了OK镜片佩戴者中出现MK的严重病例。2007年，Watt 和Swarbrick 发表了一份纳入129例佩戴OK镜感染MK的病例回顾性分析，分析了感染患者的人口统计学特征、临床特点，以及自2001年第一例病例报告以来随着时间推移的趋势[18,19]。

在这项分析的三个重要发现帮助我们了解了MK的流行原因，并允许采取措施用来降低OK中ＭＫ的风险。

  • 首先，在本次分析的129例OK中出现的MK病例里，超过75%的病例发生在东亚地区，主要是中国（38%）和台湾（28%）。这指出了一个明显的区域问题，表明需要针对这些地区采取降低风险的措施。
  • 本次第二个主要发现是受影响的126名患者大多数是儿童（8-15岁；56%）或年轻人（16-25岁；39%）。显然，这种流行病激起的情绪，会因患者的年龄减小而加剧，但也表明OK镜主要用于这个年龄组的近视控制，而不是简单的屈光矫正。它还引起了人们的忧虑，即儿童在佩戴接触镜期间可能比成人更容易受到感染。
  • 第三个重要发现来自于一份微生物作为感染的致病因素分析。有17%的病例为培养阴性或未报告致病微生物，虽然与这些感染有关的最常见微生物是铜绿假单胞菌 (38%)相比 不足为奇， 但是一个意外的发现是33% 的病例都发生了棘阿米巴感染。这是一个非常高的比例，鉴于在其他形式的角膜接触镜佩戴中，棘阿米巴是一种罕见的感染。这一发现使作者得出结论，在护理和佩戴过程中，OK镜片接触到受污染的水或自来水，可能是这些感染的一个重要的可变危险因素。因此强烈建议，在 OK 镜片的护理和储存中必须严格避免使用自来水，实际上在佩戴所有形式的角膜接触镜时也同样如此。

对2001-2007年期间，OK中MK发病率随时间变化发病率的趋势进一步分析中显示，OK中报告的MK病例有一半以上 (51%) 发生在 2001年，并且所有的被报告病例均来自东亚地区。回顾过去，我们可以了解到，曾经被出售用于儿童近视控制的OK镜市场是不受监管的，镜片的选材和设计是否合适、镜片配适是否准确均很少被关注，适当的佩戴和护理的宣教程度最低，售后护理和随诊的必要性很少被强调[20]。一旦问题的严重性变得明显，那么随后几年的病例报告例数就会显著下降。这主要是基于法规的实施，特别是在中国，限制OK镜的处方，并对OK镜从业者引入严格的培训和许可要求，这些法规至今仍然适用。

自 Watt和Swarbrick的论文发表以来，文献中关于 MK 在 OK 中的报道较少。虽然这可以被解释为这种方式下 MK 病例数量在减少，但它也可能反映出从业者不愿报告此类病例。对于那些仍在被报告的病例中显示，OK 中 MK 的特征基本保持不变。大多数病例发生在东亚地区，影响佩戴 OK 镜片以控制近视的儿童，致病微生物仍然主要是铜绿假单胞菌和棘阿米巴菌。在许多病例中，接触自来水仍然是一个常见的可变危险因素。不幸的是，这些感染的预后通常很差，特别是如果涉及棘阿米巴感染。

相较于其他接触镜，角膜塑形镜安全性的问题仍然存在，这是一个很难回答的问题，因为最终佩戴OK 镜的人数很少，且因国家和时间而异。此外，关于OK中发生MK发病率的可靠数据很少，因此无法简单地计算OK中MK的总体发病率。回答这个问题可能需要前瞻性对照研究，但是考虑到接触镜佩戴人群中MK的总体发病率较低，研究费用将相当昂贵。

2013年，Bullimore 及其同事[21] 发表了一项回顾性研究，该研究根据美国OK镜从业者在3年期间[2005-2007]的报告，试图确定夜间佩戴的OK镜中MK的相对风险。OK镜佩戴者中出现红眼眼痛的所有报告都由独立专家小组仔细审查，以根据既定标准确定该病例是否真的属于MK。从年夜间佩戴OK镜的近2600名患者中收集数据，数据在成人和儿童之间均匀分布。研究小组共收到了8例伴有浸润的疼痛性红眼的报告，其中2例经专家组确诊为MK病例，2例均发生于儿童。 因此，作者能计算出每 10,000 患者年佩戴OK镜出现MK的总体估算发病率为7.7，但该置信区间非常宽。该估计与 Stapleton 等人发表的其他形式的常规接触镜佩戴中 MK 发病率的估计值非常接近[22]。她的小组引用了这些估计值，每日佩戴的硬性接触镜估计值为每10,000 患者年发病率为1.2，每日佩戴的硅水凝胶镜片估计值为每10,000 患者年发病率为11.9，以及延长佩戴的水凝胶镜片估计值为每10,000 患者年发病率为19.5。

Bullimore小组的研究发现给OK镜从业者提供了一些信心，即OK镜这种方法本身并不存在不相称的风险，需要给这些患者提供良好的随诊配适和管理训练，且OK镜片佩戴者保持良好的依从性。尽管如此，MK在夜间佩戴OK时仍然存在风险，必须保持警惕以确保这种方式按照公认的安全接触镜佩戴国际标准进行，被受过良好教育的从业者明智和安全地使用。

角膜塑形用于近视控制

近年来，越来越多的轶事报告和临床研究报告了这种方法在减缓或消除年轻的进行性近视患者的眼轴增长方面的功效，这无疑促进了夜间 OK 临床使用的不断增加[23-30]。尽管越来越多发表在科学文献的研究证明了这种功效（图4），但需要指出的是这些研究中很少有前瞻性随机临床试验，且除了一项[26] 研究外，余下所有研究时间都被限制在2年。尽管如此，已发表的研究结果仍一直令人印象深刻，近视控制效果平均约为45%，控制效果从32%到63%。这显然超过了COMET研究[31,32]中报告的双焦或渐进多焦眼的框架镜片的治疗效果，但未达到 ATOM 研究[33]中报告的 1% 浓度阿托品的报告效果。有趣的是，OK对近视的控制效果接近于低剂量（0.01%）阿托品，这是一种在东亚地区越来越普遍的近视控制治疗方法[34]。

图4
图4 直方图总结了使用夜间佩戴的 OK镜（蓝色条块）降低近视儿童眼轴增长率的平均疗效（％）。将这些结果与使用渐进框镜（黄色条块）和低剂量阿托品（橙色条块）的结果进行比较。星号表示前瞻性随机对照临床研究。 OK，角膜塑形术。

最近关于OK角膜塑形控制近视效果的meta分析 [35,36]，包括与其他近视控制干预措施的比较 [37]，已经证实了这种方式在延缓眼轴增长的效果——这一儿童近视进展的深层原因。

尽管对 OK 镜片达到近视控制效果的确切机制仍有一些争议，但最有说服力的假说是控制周边屈光的概念 [38]。

 众所周知，近视患者通常表现出周边远视离焦——也就是说，当使用框架镜片或传统接触镜矫正中心屈光不正时，周边光线会聚焦在周边视网膜后面（图5A）。 这种效果的产生主要是因为近视眼在生长过程中呈现出细长的鸡蛋状。据推测，即使中央图像在中央凹的焦点上，这种周边远视离焦也会刺激眼轴持续增长。

该理论的推论是，如果这些周边光线可以被聚焦在周边视网膜上或周边视网膜前面（周边近视离焦），这可能会阻止眼轴的持续增长 [38]。这种光学操作（偶然）发生在OK的角膜重塑中，这会在中央变平的治疗区边缘产生一个正屈光力环。OK镜治疗区的中央将中央光线聚焦在中心凹处，矫正中央近视性屈光不正，而周边正屈光度环则将周边光线重新聚焦在视网膜前方，以实现周边近视离焦（图5B）。许多研究[39,40]已经证明OK镜角膜塑形引起相对周边近视离焦（图6），这种效果被认为是 OK 镜近视控制效果的深层原因。

图5
图5 图表A显示了周边远视离焦的概念，这可能发生于佩戴传统的框架眼镜或接触镜用于近视矫正的近视眼睛上。图表B说明的是周边近视离焦，这可能发生在夜间佩戴OK镜的角膜重新塑形的近视眼睛上。图表由Edward Lum 博士提供。OK，角膜塑形术。
图6
图6 一组近视儿童共１６名，分别在佩戴OK镜前和佩戴３个月后，用等效球镜度M，表示水平子午线上的相对周边屈光度（RPR）。误差线表示标准误。负离心率代表颞侧视野（鼻侧视网膜）。 经Kang 和Swarbrick 许可转载[39]。OK，角膜塑形术

2015年，悉尼新南威尔士大学视光与视觉科学学院的ROK（Research in OK）小组发表了一项为期1年的前瞻性随机对侧眼临床试验结果，比较了夜戴OK镜和传统日戴硬性透气性（GP）接触镜的近视控制效果[41]。东亚的年轻进行性近视患者参加了这项研究，在 6个月的时间里，他们一只眼睛夜间佩戴OK 镜，另一只眼睛在白天佩戴 GP 镜片，然后镜片-眼睛组合翻转再佩戴 6个月，在为期共 12个月的研究中监测双眼的眼轴长度。

结果表明，在研究的两个阶段，佩戴 OK 镜的眼睛对眼轴增长有显著的抑制，而佩戴GP镜片的眼睛则显示出显著的轴眼增长和近视进展（图7）。6个月后的交叉结果特别惊人，证实了这两种方式对近视进展的不同影响。 但这项研究的一个重要结果是两种镜片类型对眼轴增长的影响存在很大的个体差异。特别是在佩戴 OK 镜的眼睛中，一些受试者表现出完全抑制眼轴增长，而其他受试者则表现出与佩戴 GP 镜片的眼睛相似的眼轴增长和近视进展。

图7
图7 ROK小组关于近视控制的研究，在第１和第２阶段，佩戴硬性GP镜（灰色）和OK镜（黑色）的眼轴增长情况。虚线表示该时期没有佩戴镜片。误差线代表标准误差。经 Swarbrick等人许可转载[41]。GP：硬性透气性接触镜，OK：角膜塑形镜

对用于近视控制的OK镜效果的差异性是未来应用这种方式来管理近眼轴增长的主要挑战。以我们目前的知识水平，我们无法识别出哪些儿童可能会从佩戴OK镜以控制其近视进展中受益，哪些儿童可能更适合替代方法，例如低剂量阿托品或软性多焦点接触镜[42]，以上两者均被证明对近视控制有效。

这一发现还强调了在解释效果数据时需要谨慎，这些数据常用于比较不同的近视控制治疗。当一种治疗方式被引用为具有“45%”的疗效时，这并不意味着采用这种方式的所有儿童的眼轴增长都会减少 45%。这个数字是平均治疗效果，有些孩子可能表现出更显著的治疗效果，而其他孩子可能没有治疗效果。不幸的是，我们目前无法预测单一的儿童是否会从 OK镜（或任何其他近视控制方式）中获得治疗益处。父母为他们的孩子咨询有关近视控制时，使其理解这个情况是一个重要方面。

因此，未来 OK 在近视控制方面的挑战将围绕着对策略的探索来确定哪些儿童将从这种治疗方式中受益。就近视控制效果而言，某些OK镜片的设计是否优于其他镜片[5]？我们是否有可能定制 OK 镜片的设计，从而定制角膜塑形的结果来针对单一儿童的提高疗效 [43]？使用 OK、低剂量阿托品和软性多焦点镜片等方式的组合或连续治疗，是否可以优化这些不同方式对近视进展的效果？

总之，夜戴OK镜通过角膜塑形对低至中度近视屈光不正提供暂时的矫正。由于镜片仅在夜间佩戴，因此成功的 OK 患者能够在清醒的工作时间获得无需设备清晰的视力。这种方式的安全性优于其他传统的接触镜配戴方式，只要镜片由受过适当培训的从业人员正确地配适，并且患者确保能规范安全地佩戴和护理镜片即可。

夜戴OK 镜还可以有效减缓年轻进行性近视患者的眼轴增长，2 年内平均近视控制效果约为 45%。关于在更长治疗期内的累积效果，以及停止佩戴OK后可能出现的效果反弹问题均超出了本文的范围，需要进一步研究。这种方式的一个主要挑战是确定出可以针对个别儿童优化治疗效果的方法，并研究联合疗法和连续疗法在儿童近视进展管理中的作用。

Acknowledgments

The author acknowledges the considerable contributions of her colleagues Dr. Pauline Kang, Dr. Vinod Maseedupally, Dr. Edward Lum, Ms Kathleen Watt, Dr. Ahmed Alharbi and Dr. Paul Gifford to the work reviewed in this paper. Research conducted by the author that is reviewed in this paper was supported under the Australian Research Council Linkage Project scheme, with industry collaborators Bausch + Lomb, Capricornia Contact Lens, and BE Enterprises.

Funding: None.

Footnote

Provenance and Peer Review: This article was commissioned by the Guest Editors (Ian G. Morgan, Xiaohu Ding and Xinxing Guo) for the series “Managing Myopia in East Asia Myopia Crisis” published in Annals of Eye Science. The article has undergone external peer review.

Conflicts of Interest: The author has completed the ICMJE uniform disclosure form (available at http://dx.doi.org/10.21037/aes.2018.02.01). The series “Managing Myopia in East Asia Myopia Crisis” was commissioned by the editorial office without any funding or sponsorship. The author has no other conflicts of interest to declare.

Ethical Statement: The author is accountable for all aspects of the work in ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Open Access Statement: This is an Open Access article distributed in accordance with the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), which permits the non-commercial replication and distribution of the article with the strict proviso that no changes or edits are made and the original work is properly cited (including links to both the formal publication through the relevant DOI and the license). See: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

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译者介绍
叶楠
2008年-2013年 南方医科大学 临床医学专业
2016年-2019年 中山大学中山眼科中心 眼科规范化培训医师
2019年-2020年 广州爱尔眼科医院 视光科医师
2020年-至今 南部战区空军医院 眼科医师
（更新时间：2021/8/29）

（本译文仅供学术交流，实际内容请以英文原文为准。）

doi: 10.21037/aes.2018.02.01
Cite this article as: Swarbrick HA. Orthokeratology for myopia control: an optometrist’s view. Ann Eye Sci 2018;3:17.

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