实用近视眼学
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第一篇 总论

第一章 近视眼发展史

第一节 中国近视眼发展史

近视在中医古籍中很早就有了记载。远在西汉历史巨著《史记》中就有“视如望羊”的记载,其意思为视远模糊;隋朝的巢元方所著《诸病源候论》(公元610年)中称之为“目不能远视”,并谓“…劳伤肝腑,肝气不足,蔽受风邪,使精华之气哀弱,故不能远视…”;公元1644年,明朝傅仁宇《审视瑶函》则名为“能近怯远症”,并提出”肝经不足肾经炳,光华咫尺视模糊”的说法,并将“能近怯远症”区分为“有禀受生长近觑和久视伤睛成近觑”,即引起近视的原因有遗传因素和环境因素;到清朝黄庭镜《目经大成》始称本病为近视。

现代人结合历代医籍的观点认为,青少年近视的病因病机与心、肝、脾、肾功能失调和经络气血阻滞有关。青少年工作学习中用目过度,久视伤血,血伤损气,目中神光勿能发越于远处;或禀赋缺乏,先天遗传所造成;或心阳衰弱,神光不得发越于远处;或肝肾两虚,精血不足,光华不能远及而仅能近视。因而中医治疗也多针对心、肝、脾、肾用药。祖国医学特别重视经络与眼的联系。《灵枢邪气脏腑病形》中所讲“…十二经脉,三百六十五络,其血气皆上于面而走空穷,其精阳上走于目而为睛…”指明十二经脉能正常行使明视万物、洞察秋毫、辨别黑白、审别长短的功能。临床上,基于手足三阴、三阳是直接或间接与眼发生着联系,密布在眼睛周围,源源不断地将气血精微物质传输至眼,依眼方经脉与眼睛的密切联系,来选穴组方。

眼镜从国内发展到国外,从古代到现代,从无镜腿的到有镜腿的,从水晶到透镜,它的发展经历了几千年的积累,才有了今天的伟大成就。我国古代在眼镜的发明与应用上有重要贡献。经初步考证:有关透镜和眼镜的历史,我国早在战国时期,《墨子》一书《经下》、《经下说》中已载有很多有关光以及对平面镜、凸面镜、凹面镜的论述,其为我国光学之鼻祖,也为眼镜的主要构件——镜片(透镜)的产生奠定了理论基础。回顾眼镜的发展历史,可以追溯到我国春秋末年,齐国的工业技术官书《考工论》就有用凹球面镜取火的记载,当时记载的是镜片的概念。北宋沈括(1031—1095)在《梦溪笔谈》中对光学及凹凸镜成像等原理,用自然现象作了很透彻的解释,对墨子《经下》及《经下说》中的光学理论认识更深入一步,进一步奠定了我国的光学理论基础。据考证,中国南宋时(即13世纪前半叶)已经发明了眼镜。根据Duke Elder所著的《眼科全书》介绍,马克·波罗(Marco Polo,1254—1324)于1274 年到北京时,看到元朝(忽必烈时代)官吏戴凸透镜阅读文件,遂将其带到威尼斯,由工匠设法仿制,从而使眼镜传入欧洲。明万历年间田艺蘅在《留青日札》卷二《叆叇》条云:“每看文章,目力昏倦,不辨细节,以此掩目,精神不散,笔画信明。中用绫绢联之,缚于脑后,人皆不识,举以问余。余曰:此叆叇也”。这里的叆叇即眼镜最初的叫法。我国早期眼镜的图像及实物资料存世不多。中国历史博物馆藏明画《南都繁会景物图卷》中有一老者戴着眼镜。清乾隆年间,我国已能生产眼镜,镜架为黑漆木框,装有系结的丝带,镜片由水晶磨制,至清嘉庆年,眼镜普及,张子秋在《续都门竹枝词》云:“近视人人戴眼镜,铺中深浅制分明。更饶养目轻犹巧,争买皆由属后生。”有趣的是,清代眼镜的深浅标度,是根据子丑寅卯十二地支来划分的,这在清史料笔记李光庭所著的《乡言解颐》中有记载。

中国式的双片直腿眼镜诞生于明代万历年(1573—1620)前后。明末清初,光学仪器制造家孙云球(1628—1661),字文玉,原籍吴江。他经过反复多次试验,利用机械原理发明创造了镜片研磨仪器——牵陀车,通过不断摸索最后终于掌握了“磨片”技术;同时他又掌握了“对光”(验光)的技术,运用凹凸透镜屈光原理,按照人们的不同年龄的视力要求,研制出老花、远视、近视等各种镜片,并编制了一套“随目对镜”的原始验光方法用以配境,这是我国主觉验光取镜的开始。孙云球的《镜史》在我国光学仪器发展史上留下了光辉的一页,对我国光学仪器的发展起到了重大的推动作用。继至1735年,苏州已出现了专门生产眼镜的手工作坊。到了清康熙年间,眼镜的制作与销售已在北京、上海、苏州、天津、广州等地蓬勃发展,眼镜已成了专门的商品。1840年鸦片战争后西方配镜技术传入我国,19世纪末耀华玻璃厂创办,1911年“精益眼镜公司”成立,至此我国眼镜行业有了新的发展,特别是在验光配镜方面有了很大的改革。从此开始废除了旧式店铺沿用已久的“对光牌”验光配镜,采用了主客体相结合的验光技术;淘汰了纯手工操作制作镜片的方法,设置了机械研磨加工设备,发展了研磨技术,这时不仅能磨制各种不同性质、不同规格的镜片,还开始自制式监制各类镜框;在检、磨、割、装、矫、制等技术方面,由于采用了一些国外的新技术和设备,因而培养了一代制作眼镜的专业人才,为我国眼镜行业快速形成一支新的技术队伍打下了坚实基础。

随着眼科学和眼屈光学的引进与发展,我国近代对近视的研究与矫正在毕华德、周诚浒、郭秉宽、叶恭绍、缪天荣、吴燮灿、钟润先、徐苏恩等眼科学与公共卫生学专家的关心和带领下,取得了很大成绩。新中国成立以后,近视的防治更是得到了国家和社会的重视,青少年视力保护被纳入了国家的教育与卫生规划。目前,我国部分地区已形成教育、卫生、家庭和社会共同参与的近视防控体系。

在近视预防方面,1963年眼保健操的推行、普及和发展让全国的学生从小培养爱眼护眼的良好习惯,虽然眼保健操是否真正能起到近视防治的作用还缺乏明确询证医学证据,但它加强了学生对爱眼护眼日常行为的重视,是一项利国利民的重要举措。根据中医经络理论,《2008年新版眼保健操》对旧版眼保健操进行了一定的删减和增加。

1992年9月25日,天津医科大学眼科王延华教授与流行病学专家耿贯一教授首次向全国人民倡议,在国内设立爱眼日。这一倡议得到眼科学界和眼科专家们的响应,随后决定每年5月5日为“全国爱眼日”。为开展爱眼日宣传活动,国内大中城市相继在5月5日举办义诊咨询、知识讲座等活动,使众多民众受益。1996年,国家卫生和计划生育委员会(原卫生部)、国家教育部、团中央、中国残联等12个部委联合发出通知,将爱眼日列为国家节日之一,并重新确定每年6月6日为“全国爱眼日”。1996年6月6日,首届“全国爱眼日”主题为“保护儿童和青少年视力”。2004年6月6日,第九届“全国爱眼日”主题为“防治屈光不正及低视力,提高儿童和青少年眼保健水平”。2005年6月6日,第十届“全国爱眼日”主题为“预防近视,珍爱光明”。2009年6月6日,第十四届“全国爱眼日”主题为“关注青少年眼健康”,青少年近视重在防治,关键在于早期干预。

视力表尤其是近视力表的推行与检查技术的进步,加快了我国治疗近视疾病的步伐。1955年,徐广第设计《标准近视力表》,经中华眼科学会通过,于1957年出版并在全国通用;1958年,缪天荣研制出“对数视力检测法”及“五分记录法”,其并于1959年发明《对数视力表》。1984年,国家卫生和计划生育委员会(原卫生部)正式颁布《标准对数视力表》为强制性国际标准。1989年,我国颁布了视力表国家标准(GB11533-1989),并在全国范围内推行《标准对数视力表》,5分计数和LogMar计数有益于视力统计和治疗效果的实际情况判定。

近年来国内在近视的基础研究方面也得到了迅猛的发展。从近视形觉剥夺性和离焦性动物模型的建立,到巩膜成纤维细胞、视网膜色素上皮细胞等细胞水平的研究以及光照对实验动物近视的影响等,均取得了阶段性实验成果。另外,肾阳虚近视豚鼠模型的成功建立将进一步推动我国中医近视的基础研究(毕宏生,2016)。

在近视的临床矫治方面,新中国成立后各地眼科医师对眼镜行业的验光人员进行了技术培训,对验光配镜技术进行了监督,使国内验光配镜质量有所提高。近年来对于双焦眼镜、渐变镜控制近视进展的研究表明,渐变镜对青少年的控制作用只适合部分人,并不宜作全面推广,这一结论避免了渐变镜控制近视的夸大宣传和滥用。角膜接触镜首先于1946年由上海吴良材眼镜店最早引进国外生产的接触镜。1962年上海医学院与上海眼镜二厂联合研制生产了中国最早的PMMA硬性接触镜。20世纪70年代,上海眼镜二厂与上海医学院再次联合生产出我国最早的软性接触镜。20世纪八九十年代我国接触镜快速发展,不仅有合资企业的诞生,国际知名公司进入中国市场,给我国的接触镜市场注入了新的活力。近年来,角膜塑形镜在青少年控制近视发展的应用使我国接触镜的配戴者数量大增,如何保证配戴者安全有效地配戴角膜塑形镜,并吸取2000年左右由于未规范配戴和监管不到位引起的较多的并发症教训,是眼科医生、视光医生以及验配师义不容辞的责任。1987年褚仁远教授将放射状角膜切开手术改良引进国内,由于放射状角膜切开手术的技术缺陷,不久就被准分子激光取代。1993年,广州中山眼科中心、北京协和医院在国内引进准分子激光屈光性角膜切削术(photorefractive keratectomy,PRK),相继又引进了准分子激光角膜原位磨镶术(laser in situ keratomileusis,LASIK)。1997年首例LASIK手术在我国成功开展。2005年,国内第一台飞秒激光手术设备引进,在LASIK基础上,又实现了“飞秒LASIK”。准分子激光在治疗成年近视方面取得了较好的疗效。20世纪90年代我国开展的近视矫治手术还包括后巩膜加固术和有晶状体眼的人工晶状体植入术。

20世纪90年代,广州中山眼科中心、华西医科大学、上海医科大学、天津医科大学、温州医学院建立了有中国特色的眼视光学专业,填补了我国视光学的空白,并培养了一批眼视光学人才,推动了我国近视研究和矫治的发展。我国视光产业处于快速发展时期,这一过程中面临的最突出的问题就是人才不足严重制约了产业的发展和升级,导致服务能力和水平无法满足国人对视觉保健的需求,构建“高、中、低”搭配的眼视光人才体系迫在眉睫。20世纪90年代末开始,“CORD”计划首次派遣来自广州中山眼科中心、上海医科大学、华西医科大学、天津医科大学以及温州医学院的6位眼视光学者分赴美国德州休士顿大学视光学院和美国波士顿新英格兰视光学院进修,加强了国际交流。2015年国家教育部公布了新增的4所“眼视光医学专业五年制”学校,分别是天津医科大学、南京医科大学、福建医科大学和山东中医药大学,加上温州医科大学,目前我国已有5所大学开设眼视光医学专业,这对我国的眼视光人才体系的建设和借助高校科研力量创新,从而推动视光产业升级具有重要意义。

目前,在眼视光学学术领域,我国在诸多方面的研究水平已进入国际先进行列,如近视眼基础研究、屈光不正的流行病学调查等。我国的基础研究与临床应用研究融合交错,呈现出学术特色,如屈光手术的视觉质量研究、成像技术在临床眼病诊治机制研究中的应用等。未来几年我国视光学的学术研究将集中在近视眼发生发展调控机制研究、角膜塑形术降低近视屈光度数和缓解近视眼进展的机制探索、屈光手术视觉质量和手术安全性研究、功能性眼病研究等视光学和视觉科学的焦点问题上。

1996年,中华医学会眼科分会建立了视光学组,由瞿佳任组长。自2001年起,联合华东六省一市眼科学会在上海举行每年一届的“国际眼视光学会议”;2006年、2016年在温州医学院召开“国际近视研讨会”;自2008年起,“视光产业分会年会”(前身中国医疗系统视光产业管理论坛)历经8年已经举办14届;2015年,首届的视光学盛会“视觉健康创新发展国际论坛”(Vision China)在四川成都举行。各地眼科分会也相继举办各种眼视光会议,如2015年在山东济南举办的“眼视光发展与近视防控国际论坛暨山东省眼视光与眼镜协会成立大会”。这些会议的召开加强了视光学临床、教学、科研、管理、公益的国内外学习和交流,加速了我国视光学和近视防控的发展。

第二节 国外近视眼发展史

两千多年前,亚里士多德(Aristode,公元前384—前322年)在著作中已提及近视现象:“一种与老视相反的常见表现”,这是有记载的最早描述近视者。

文艺复兴后随着光学的发展,人们对近视与眼生理光学的认识有了重大进展。最重要的突破来自德国的天文学家、数学家开普勒(Johannes Kepler,1571—1630),他首先用几何光学解释眼的屈光成像,指出外界光线经晶状体屈折后在视网膜上形成一个倒像而产生视觉(1604)。1611年,开普勒首先指出近视眼是人眼晶状体凸度异常所致的。1625年Christopher Scheiner做了一项著名的实验证实了开普勒的学说,Scheiner将人和动物的眼后部巩膜和脉络膜除去,在视网膜上能直接看到物体的倒像。17世纪荷兰对近视眼研究活跃:眼科医生、解剖学家、数学家、物理学家积极参与,Hamberger确认近视眼的晶状体与视网膜之间距离较正常者长。在开普勒和Scheiner之后,眼屈光学和视觉生理发展迅速,英国物理学家牛顿(Isaac Newton,1642—1729)提出光的粒子说,支持视觉是由于外界物体在视网膜上成像所产生。随后英国杨格(Thomas Young,1733—1829)发现了调节功能和散光,1827年Airy发现柱镜片可以矫正散光。1860年斯涅论(Snellen)发明了标准视力表,使视力量化。

19世纪,德国物理学家及生理学家Herman von Helmholtz(1821—1894)设计了测量角膜曲率半径和晶状体屈光力的仪器,出版了名著《生理光学》,并建立了解释眼屈光成像的模型眼(schematic eye)。1864年荷兰科学家Frans Conelius Donders(1818—1889)将 Helmholtz的成果应用于眼科临床并出版了《眼屈光与调节》一书,详细讨论了屈光不正的原理、临床表现及其配镜矫正。近视的验光配镜技术在19世纪有了迅速发展,1859年Bowman发明了检影验光;1862年荷兰Harman Snellen设计了远视力表;1872年Monager设定了镜片定量系统;1883年Edmond Landolt研究了检影验光的光学原理;1887年Edward Jakson设计了完整的验光镜片箱和试镜架,推广了检影验光。

早期,关于近视的病因,学者们分为两派。一派认为近视完全是由于遗传引起的,尽管当时没有明确的基因遗传证据;另一派认为近视完全是由于过度调节引起的,尽管当时也没有明确可靠的证据表明是过度调节引起近视的产生。1867年德国学者Cohn发表《学校性近视眼—病因学研究》,作者观察到学生发生近视的较多,认为近视是过度的近距离工作导致的。随着20世纪70年代动物实验发现正透镜或负透镜能够诱导动物(小鸡、鱼、树鼩、猕猴、豚鼠等)屈光状态改变,人们意识到视觉系统比我们想象的能够更好地自主地完成视觉活动。随着遗传学和临床流行病学的发展,人们意识到遗传和环境因素在近视发病中都起一定的作用。因此目前国际上一般都接受近视的发生与遗传和环境都有关系的说法。

近视发病机制的理论有机械性眼轴增长论、遗传理论、环境学说、形觉剥夺学说、离焦学说等。近视是由环境造成的这一学说较遗传学说早很长一段时间。大约200年前就有大量证据表明近视与近距离工作时间和受教育水平有关。1611年开普勒首先提出发生近视的原因是由于眼球的矢状轴增长所致。1708年Beerhaave认为近视眼是由于角膜前表面的凸度增加,眼球过分伸长所致。直至19世纪这一理论占统治地位。1856年Artz对手术摘除的近视眼球进行解剖学及组织学观察,证明了上述理论的正确性。1913年Steiger提出仅用眼球轴长加大不能解释一切近视眼。并证实角膜的屈光力及眼球轴长都有正常的生理变异,而且是由遗传因素决定的。

近几十年来,科学家们进行了大量的近视动物模型实验,对近视的发生、发展有了进一步了解。特别在形觉剥夺性近视、离焦性近视、遗传基因定位及近视眼生物化学物质改变等方面有较深入的研究。然而,近视的体外研究较为落后,因此研究水平长期停留于器官与组织水平,假设多而实证少。今后广泛应用各种培养的细胞、组织或重组组织(尤其是人类细胞和组织)于近视研究中,必将对近视研究起重大推动作用。近二三十年来,近视眼的研究偏重于动物实验研究,临床研究没有得到应有的重视,事实上动物实验的结果只有在临床研究中得到证实才具有实际意义,因此加强近视的临床研究应为当务之急。21世纪信息的大量存储与网络的迅速发展,开展近视眼循证医学研究已成为必然。临床诊疗终点的提高要求进行包括主要预后指标为终点的前瞻性、多中心、大规模的随机、双盲、对照临床试验。

关于近视的治疗,欧洲在13世纪至14世纪已有眼镜,最早的近视眼镜可回溯到Nicolaus Cusanus(1401—1464)书的记载。19世纪以来,随着镜片制造工艺的不断改进,配戴眼镜矫正远视力是主要的方法。1776年,美国Benjamin Franklin(本杰明·富兰克林)发明了双光镜。1837年LsaacSchnaitman(爱萨克)完善了定型双光镜片。由于双光镜存在非常强烈的像跳现象和不适感,1907年,Owen Aves(欧文)首次根据大象的鼻子(大象鼻子是由上及下逐渐由宽变窄)提出渐变多焦点镜片的构思。直至1958年,法国的Bernard Maitenaz(贝·梅特纳兹)将渐变多焦点镜片的构思转化为实际产品,第一副渐变多焦点镜片诞生,并于1959年被依视路公司命名为VariluxⅠ。接触镜基本原理的表达最早是在Leonardo da Vinci(达·芬奇)所写的手册Codex ofEye。早期的接触镜是玻璃材质的巩膜镜片,1936年聚甲基丙烯酸甲酯材料引入接触镜工艺以后,人们可以制造更轻、更薄、易于修改的巩膜镜片,这为角膜镜片的出现奠定了基础。近年,又出现硬性透气性角膜接触镜,其对角膜的生理来说是比较健康的镜片,而且光学性能好,矫正散光的效果佳。软性接触镜是随着20世纪60年代甲基丙烯酸羟乙酯材料的发现而蓬勃发展的,虽然软性接触镜出现的时间较硬性接触镜晚,但却是接触镜史上最成功的一个里程碑,因为迄今为止,软性接触镜占了全球接触镜市场的80%。近年来,角膜塑形术(orthokeratology)在全球范围内发展迅速,无论在学术水平、科研成果、产品研发还是应用普及方面均取得了较大的进展。现代角膜塑形术源于美国,开始于20世纪60年代。近十几年在全球范围内几经起伏至今日稳步成长。

近视的药物治疗进展缓慢。迄今为止,在动物实验中筛选过的药物已有66种,其中约2/3对近视和眼球生长有作用,但由于物种差异、近视种类差异和过去对视网膜色素上皮和脉络膜的作用重视不够等原因,临床上应用很少。目前经循证医学证实有效的仅有来自临床研究的阿托品滴眼治疗。进入21世纪以来,阿托品的疗效得到进一步证实,毒蕈碱能受体(M受体)选择性拮抗剂哌仑西平(pirenzepine)已开始应用于临床试验,动物实验的药物筛选工作继续进行,尤其是对烟碱能受体(N受体)和氨基丁酸神经介质(GABA受体)药物已有了较系统的研究。

1939年,日本佐藤迩教授最先发明了治疗近视的手术;自1949年起,国外的眼科专家们先后报道了对LASIK技术的形成起重要作用的一系列角膜屈光手术。比如冷冻角膜磨镶术(1949年)、原位角膜磨镶术(1964年和1966年)、20世纪70年代前苏联的Fyodorov发明了放射状角膜切开术治疗近视、1983年美国Trokel等人首次应用准分子激光对角膜进行切削以矫正屈光不正、非冷冻角膜磨镶术(1986年)、自控板层原位角膜磨镶术(简称ALK,1988年)、准分子激光角膜切削术(简称PRK,1989年)以其良好的可预测性、安全性和有效性迅速在全球开展,以及准分子激光角膜磨镶术(简称PKM,1990年)等。1990年,Pallikaris将ALK和PRK两者结合,终于形成了迄今为止最趋于完美的一种屈光不正矫治术即LASIK。经过长期的临床跟踪,美国FDA于1997年9月25日通过LASIK审查,宣告LASIK手术安全、可靠、有效,目前LASIK已成为近视矫正的主流方法,飞秒激光的应用使激光近视手术更加安全。

1960年以来,近视眼研究开始了国际性协作:近视眼学术会议与国际眼科大会同步举行。亚洲太平洋视觉科学学术会议、国际眼科视光学会议、各种类型的屈光手术研讨会规模越来越大,范围越来越广,为推动全球近视眼研究的交流作出了重要贡献。

(毕宏生 吴建峰 胡媛媛)