带或不带Kayser-Fleischer环的Wilson病患者角膜地形图和密度测量特性的研究

背景

目的:研究带或不带凯瑟-弗莱舍环(KF-r)的威尔逊氏病(WD)患者与健康人角膜的地形测量和密度测定。

方法

本横断面研究包括20例无KF-r的WD患者(组I)， 18例有KF-r的WD患者(组II)，以及20例年龄匹配的对照组(组III)。使用Pentacam高分辨率成像系统确定角膜地形测量和密度测定。

后果

平均年龄I、II、III组分别为25.40±6.43岁(14-36岁)、25.38±6.96岁(16-39岁)、23.60±6.56岁(17-35岁)(P= 0.623)。组间角膜前密度测定值无显著性差异(P > 0.05），而6-10 毫米和10-12毫米 mm中间质和2-6 嗯，6-10 嗯,十到十二 II组的mm后角膜密度测定值显著高于I组和III组（对于所有值，P <  0.05）。但是 第一组的mm后角膜密度测定值也显著高于第三组(P= 0.038)。I组和II组的中央角膜厚度(CCT)、最薄角膜厚度(tCT)和角膜体积(CV)值均显著低于III组(CCT值，P = 0.011和P= 0.009;对于tCT值,P= 0.010,P= 0.005;对于CV值,P= 0.043,P= 0.029)。

结论

在患有KF-r的WD患者中，周边后基质层和中间基质层的角膜透明度降低；对于这些患者，角膜透明度可能不仅在周边角膜中受损，而且在中央旁角膜中也受损。

威尔逊氏病(WD)是一种遗传性常染色体隐性遗传病，是一种肝脏铜代谢障碍，导致铜在肝组织和肝外组织(如大脑、角膜晶状体和肾脏)积累[1，2，3.］．WD可通过病理检查进行临床诊断，通过尿铜排泄和血铜蓝蛋白水平进行生化诊断。

WD的眼科表现包括Kayser-Fleischer环（KF-r），这是由周围角膜后弹力膜中的铜颗粒沉积引起的[2，4］．KF-r在边缘附近呈金绿色颗粒层。它首先出现在角膜的顶部，然后向下，最后呈现圆形，像一个环。治疗后KF-r消失;因此，这是确定治疗成功的一种方法[2］．葵花型白内障是由晶状体中部铜沉积引起的，治疗后也会消失[2］．其他不太常见的是夜盲症、外视斜视、视神经炎和视盘苍白[5，6］．

KF-r不是WD的特征，但可作为诊断标准和监测对治疗的反应[7]因此，临床医生请求眼科医生的意见，以便根据临床和生化结果诊断怀疑患有WD的患者，或评估对治疗的反应。眼科医生的KF-r检查通常使用生物显微镜裂隙灯进行。不幸的是，很难进行诊断e通过该方法进行诊断。尤其是对于缺乏经验的临床医生或老年弧患者，其可阻止KF-r的显示。此外，据报道，约50%的WD患者缺乏KF-r[8］．

Pentacam海德堡角膜地形图是一种光学成像系统，用于研究眼前节参数，包括角膜、前房和晶状体。它还可用于评估角膜和晶状体混浊度[9，10］．在本研究中，我们比较了健康受试者和伴有KF-r和未伴有KF-r的WD患者使用Pentacam获得的角膜地形图和密度测量数据。据我们所知，目前只有少数研究评估了WD角膜的密度特性，只有一项研究评估了角膜的地形特征。

本横断面比较研究包括WD诊断患者和健康受试者。根据《赫尔辛基宣言》，本研究由Gazi Yaşargil培训和研究医院伦理委员会批准(参考号:2020/477)，所有患者均提供了书面知情同意。WD患者的诊断依据国际诊断标准，并经基因检查证实[11］．54例WD患者在胃肠病学诊所接受了眼科检查。有38例患者符合纳入标准并同意进行研究。排除标准如下:角膜病变如营养不良、角膜瘢痕、角膜炎、感染、圆锥角膜、眼外伤史、青光眼葡萄膜炎、配戴接触镜史、眼科手术史、前6个月使用眼药水、干眼病、以及其他可能影响角膜的系统性疾病。

第一组包括20例未经KF-r诊断的WD患者的20只眼，第二组包括18例经KF-r诊断的WD患者的18只眼，第三组包括20例健康人的20只眼。38例WD患者均服用D青霉胺联合锌盐治疗。

四位眼科医生对所有参与者进行了检查，并记录了他们的数据。托吡酰胺滴注扩瞳后，用裂隙灯对晶状体和眼底进行全生物显微镜检查。使用非接触式眼压计(Topcon CT-1P, Tokyo, Japan)测量眼压(IOP)。采用镜面显微镜(Topcon Corporation, Tokyo, Japan)测量角膜内皮细胞密度(CECD)值，以检测内皮细胞不足。Schirmer I试验和泪液破裂时间(TBUTs)被用来评估干眼，因为内皮功能障碍和干眼都会影响角膜地形图和密度测量值。

Pentacam高分辨率（HR）（Oculus optik Germate GmbH Wetzlar，德国）这是一种非侵入性光学系统，用于研究眼前节参数，如角膜、前房和晶状体。该成像系统使用旋转的Scheimpflug相机制作前后角膜地形图、角膜厚度测量和前房三维分析[9，10］．患者在检查后1天上午10时至中午12时进行Pentacam HR测量，以便角膜地形图和密度测量值不受日变化、角膜染色和眼压测量的影响。记录平面角膜测量(K1)、陡度角膜测量(K2)、最大角膜测量(Kmax)、中央角膜厚度(CCT)、最薄角膜厚度(tCT)和角膜体积(CV)值。使用Scheimpflug断层摄影术测量后向光散射以评估角膜透明度的变化。相机在两秒内捕捉25张单缝图像，同时围绕眼睛旋转0到180度。所有测量均由同一房间内同一经验丰富的操作人员进行;使用了昏暗的灯光。

角膜密度测量值是根据之前公布的程序方法获得的[12].该程序自动定位角膜顶点，并分析直径为12的顶点周围区域 嗯[12，13]根据光散射的程度，Pentacam HR以0-100灰度单位（GSU）的比例量化角膜的密度，0表示无光散射或无角膜混浊，100表示完全不透明的角膜。通过除以12进行局部密度测定分析 直径为mm的区域分为四个同心径向区域，作为软件预设提供。中心区域的直径为2 mm，以顶点为中心。第二个区域环从2 毫米至六毫米 直径为mm，第三个区域为6 毫米至十毫米 嗯，最后一个区域从10开始 毫米至十二毫米 直径mm。根据角膜前、中基质和后层的角膜深度提供密度计输出。前层对应于前120层 角膜的mm切片，而后层对应于后60层 中基质（中心）角膜层是通过从总角膜厚度中减去前层和后层来确定的（图。1）.

Pentacam HR Scheimpflug图像。A.没有Kayser-Fleischer戒指的Wilson病例图像。B威尔逊案和凯瑟·弗莱舍环的图像。c，健康病例的图像

全尺寸图像

统计分析

使用社会科学统计软件包（SPSS）20.00程序（SPSS Inc.，伊利诺伊州芝加哥）对统计数据进行分析。使用Shapiro-Wilk检验评估数据的正常性。仅使用右眼测量值进行统计分析。统计数据被定义为平均值 ± 数值变量的标准差（SD）和分类变量的as数。对于三组之间的比较，采用单因素方差分析检验和Bonferroni事后检验。分类变量采用卡方检验进行比较。统计上P小于0.05的值被认为是显著的。研究的功效为0.83（使用G-power软件计算）。

各组的平均年龄为25.40岁 ± 6.43 年（14-36岁） 年），25.38 ± 6.96 年（16-39岁） 年），23.60 ± 6.56 年（17-35岁） 年龄）分别为第一组、第二组和第三组，两组在年龄和性别方面相似(P= 0.623,P = 表1总结了两组病例的人口统计学、临床和眼科检查结果1．

而三组间K1、K2和Kmax值相似(P各组间CCT、tCT和CV值均有显著差异(P= 0.003,P = 0.002和P分别为= 0.037)。组I和组II的值显著低于组III(所有值P< 0.05;表格2）.

当评估角膜密度测定值时，两组之间的前角膜密度测定值没有显著差异(P>为所有值的0.05)。但三组间基质中、后基质密度值差异均有统计学意义，除了0 - 2mm、2 - 6mm间基质和0 - 2mm后基质密度值(P< 0.05为所有值，表3.).平均值为6–10 毫米和10-12毫米 Ⅱ组中间质mm为15.53 ± 6.57 GSU（10.10–29.10 GSU）和20.42 GSU ± 分别为5.43 GSU（13.90–31.80 GSU），这些值显著高于第一组和第三组(PI - II: 0.002, II - III: 0.004;对于10-12毫米I - II: 0.031, II - III: 0.014，分别)。ⅱ组2 ~ 6mm、6 ~ 10mm、10 ~ 12mm后角膜密度分别为11.53±3.45 GSU (8.90 ~ 18.00 GSU)、34.37±4.23 GSU (23.20 ~ 41.40 GSU)、35.10±4.09 GSU (24.40 ~ 42.40 GSU)。同样，II组的值显著高于I组和III组(P2–6的值 毫米，I-II:0.035，II-III:0.038，用于6-10 mm I–II：< 0.001，二至三：< 0.001，对于10–12 mm I–II：< 0.001，二至三：< 分别为0.001）（表3.).此外，10-12 I组的mm后角膜密度测定值也显著高于III组(P= 0.038)(表3.）.

在目前的研究中，我们发现WD患者和KF-r患者的周边中央旁角膜的中心和后部角膜密度测定值显著增加。此外，有KF-r和无KF-r的WD患者的角膜厚度和体积值显著低于健康个体ls。

角膜密度测量是一个与角膜透明度有关的参数，并受角膜组织学变化的影响。自从Pentacam角膜密度测量计引入以来，角膜密度测量计的分析变得越来越重要。使用该程序，可以快速、反复、无创地获取角膜视质量的要素——密度测量值[14］．胶原纤维和细胞外基质的规则间距、平衡的角膜细胞成分和角膜光后向散射水平可观察到角膜透明度受损[15]角膜密度测定常受眼表疾病的影响，如角膜炎、干眼症和假剥脱综合征，以及一些系统性疾病，如糖尿病、粘多糖病和Fabry病[12，13，15，16，17，18］．

KF-r可以通过生物显微镜检查和房角镜检查进行检测，但其检测的成功与否取决于临床医生对WD的经验。因此，近年来，许多研究人员利用眼前节OCT、活体角膜显微镜和Scheimpflug成像系统对KF-r进行了研究，这些系统提供了更多的客观证据角膜检查的敏感性。Ceresara等人使用共焦显微镜对KF-r进行了研究，发现75%的WD患者的角膜周边有铜沉积，而通过裂隙灯，仅25%的WD患者可见铜沉积[19]Zhao等人通过共聚焦显微镜观察发现，在所有52名患有KF-r的WD患者中，外周后弹力膜存在异常模式[20.]最近的研究也表明眼前节OCT结果可用于检测WD患者的KF-r。在WD患者中，使用眼前节OCT在角膜边缘的灰度高反射层中成像KF-r[21，22］．

尽管文献中的研究数量有限，但也可以使用包含Scheimpflug成像系统的设备来检查角膜的地形和密度特征，该系统具有很高的易用性和重复性。Telinius等人报道，利用Scheimpflug成像技术可以检测KF-r，具有很高的敏感性和特异性[23].作者报告说，在生物显微镜检查中KF-r突出的病例中，Pentacam HR显示KF-r为周边的高反射前Descemet带。他们还报告说，使用内置的角膜检查密度测量模块的Pentacam成像无法区分KF-r的存在与否在这些病例中，作者发现必须计算角膜前部和后部的密度测量平均值以及两者之间的比率。因此，他们指出Pentacam内置密度测量模块的诊断准确性较差，需要进行更详细的分析因此，应使用ImageJ软件进行图像sis。与未使用KF-r的患者和健康对照组相比，KF-r患者的峰值后验值明显更高。该研究包括10名KF-r积聚在角膜下部的患者，并对10-12名患者进行了检查 mm外周前后密度测定值[23］．

在最近另一项关于WD的角膜密度测定的研究中，Doguizi等人发现，在没有KF-r的儿科WD患者中，后6-10 mm和10-12 mm区域的角膜密度测定值高于对照组[24］．其他部位、各层角膜密度测定值无统计学差异。他们表明，在没有KF-r的患者中，铜的积累改变了角膜密度测定法。本研究最重要的局限性是排除了一组KF-r患者[24］．

在我们的研究中，我们比较了WD患者和正常健康成人的密度测定。有或没有KF-r的WD患者与对照组之间的前角膜密度测定没有统计学差异。然而，我们发现KF-r WD患者的密度测定值在中心6-10更高 毫米和10-12毫米 mm区和后部2-6 嗯，6-10 嗯,十到十二 与未使用Kf-r的组和对照组的组相比，mm区域。KF-r组除0-2外，所有后区的密度测定值最高 毫米区。有趣的是，对于后面的2-6 Kf-r患者WD的mm区密度测定值较高；到目前为止还没有报道。密度测定在2–6时增加 mm表明Kf-r治疗WD过程中中央角膜可能受到影响。在本研究中，后路角膜密度计的平均值为6-10 毫米和10-12毫米 与对照组相比，无Kf-r的WD患者的mm角膜区更高。这些结果与Doğuizi等人报告的结果一致。然而，在我们的研究中，这种差异仅在后10-12个月具有统计学意义 mm角膜区。Scheimpflug成像系统的密度测定模块可以指导临床医生检测WD患者的Kf-r。即使在生物显微镜无法检测到Kf-r的情况下，后周边角膜密度测定值也高于健康组，这一事实可能表明，即使在早期，这些情况下也存在角膜蓄积。因此，KF-r可作为监测接受治疗患者的临床参数[7].虽然其减少不一定与临床改善密切相关，但其再次出现可能表明治疗无效[25]因此，Scheimpflug密度成像系统可以为临床医生提供更客观的治疗监测数据。

在这项研究中，还检查了角膜地形图值。我们观察到，与健康组相比，有KF-r和无KF-r的WD患者的CCT、tCT和CV值显著降低。Kara等人发现，与健康受试者相比，WD患者的CCT较薄，此外，有KF-r的WD患者的CCT较薄不带KF-r的IENT[26]。CCT值对于WD患者可能的屈光性角膜手术非常重要，有助于外科医生检测WD患者。铜在组织中的积累可能是有毒的，因为铜可能会降低谷胱甘肽（一种重要的抗氧化剂）的水平。当氧化应激增加时，活性氧水平也会增加，从而导致角膜细胞外基质变性和基质变薄[27，28］．

我们的研究是对WD患者进行角膜密度测定的最大研究，但并非没有限制。首先，使用Scheimpflug成像系统的活体共焦显微镜分析肯定可以提供更多有价值的信息，从而更好地了解角膜密度测定和角膜厚度的变化能够在细胞水平上以高分辨率显示角膜层实时图像的方法是共焦显微镜。因此，需要一个细胞成像系统来解释周边角膜密度测量值的增加，特别是在非Kf-r Wilson患者中。另一个限制是我们没有检查角膜密度计的作用检查对治疗的反应。

综上所述，本研究表明，患有KF-r的WD患者周边后角膜层和中间角膜层的角膜透明度降低。中央角膜和中央旁角膜的透明度也受到影响。Pentacam HR可用于WD患者的诊断和治疗以及光学系统的评估这些发现应该得到更多患者群体进一步研究的支持。

本研究中使用和/或分析的数据集可根据合理要求从相应作者处获得。

WD:

威尔逊氏病

KF-r：

Kayser-Fleischer环

10月:

光学相干断层扫描

人力资源：

高分辨率

眼压：

眼内压

CECD：

角膜内皮细胞密度

TBUTs：

眼泪解体时期

K1:

平的角膜散光计

K2：

陡峭角膜曲率计

Kmax：

最大的角膜散光计

有条件现金转移支付:

中央角膜厚度

tCT:

薄的角膜厚度

简历:

角膜体积

GSU:

灰度单位

SD:

标准偏差

不适用。

不适用。

隶属关系

1. 健康科学大学迪亚巴克尔·加齐·Yasargil研究和培训医院眼科，Diyarbakır，土耳其

   阿拉库斯、卡格莱安、哈桑和乌穆特

2. 健康科学大学Diyarbakir Gazi Yasargil研究和培训医院内科，Diyarbakır，土耳其

   Nazım Ekin、Esref Arac和Halit Diri

贡献

研究的设计和实施（MFU，MÇ，NE）；收集（MFU，MÇ，HÖ，UD）、管理（MFU）、分析（MFU，MÇ，EA）、数据解释（MFU，MÇ，UD）；稿件准备（MFU，MÇ，HÖ）、稿件审查（UD，NE，EA，HD）、稿件批准（HD，NE，EA，MÇ）。所有作者均阅读并批准了最终稿件。

通讯作者

通信穆罕默德Fuat Alakus．

伦理批准和同意参与

根据《赫尔辛基宣言》，本研究由加齐雅戈尔培训研究医院伦理委员会（参考号：2020/477）批准，所有患者均提供了书面知情同意书。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

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