儿童近视 从光学角度分析眼睛发育特点
最近这些年近视低龄化现象越来越严重[1-4]，很多不到8岁，甚至不到4岁的孩子出现了近视性屈光不正，儿童青少年出现近视的年龄越来越早，近视的程度也越来越深。
儿童近视 常因晶状体发育异常
人出生的时候，眼睛还未发育完善，随着年龄增长，从婴儿远视状态往正视发展，眼球从短逐步拉长，眼睛内部的晶状体从偏圆、厚变成扁、薄。
通常情况下，人眼在12岁以前不应该出现近视，大多数孩子在8岁的时候，还应该残留少量生理性远视[5]。为什么把年龄限定在12岁呢？很多研究证明晶状体发育到12岁基本完成，在12岁以前晶状体的屈光度不断减少以匹配日益增长的眼轴[6]，在晶状体发育完成前，按理不应该出现近视性屈光不正，所以如果在12岁，甚至更早年龄发生近视，应该属于一种病理性近视。为什么把儿童近视归为一种病理性近视？本文会有阐述。在讨论儿童近视前，让我们先回顾一下人眼发育的过程和特点。
人眼的视光学发育过程
人出生时，晶状体屈光度非常高，一般在+40D左右[6-8]，同时眼轴长度16mm左右[9]，角膜前表面曲率半径7.0mm左右[10]，处于生理性远视状态。
正常情况下，人出生后，睫状体开始舒张，晶状体皮质开始生长，核质开始
萎缩，屈光度不断下降，并形成一种特殊的GRIN结构(递减折射率)[11]。
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同时眼球也随着脑颅发育而不断膨胀，眼轴会不断变长，角膜前表面曲率半径不断增加[8]。这种相互联系的眼球发育变化分为三个阶段：
第一阶段：从出生到4岁； 第二阶段：从4岁到8岁； 第三阶段；从8岁到12岁。
12岁以后，人眼的眼球发育基本完成，晶状体屈光度下降到19D左右，角膜曲率半径变为7.7mm左右，眼轴生长为24.5mm左右。
在人眼发育的第一阶段，也就是4岁以前，还伴随视锥细胞的快速发育。出生时候，人的视锥细胞是侏儒状的，出生后视锥细胞不断变细变长[12]。这个变化使视锥细胞具有更好的波导性。头部太粗大的光纤，可以接受更多角度的光线，如果内层段还很短小，会导致同时又很多像点发出的光线进入同一视锥细胞[13，
14]，
所以4岁以前儿童的分辨率不是很好。
到4岁后，视锥细胞的直径比出生的时候，缩短了70%，长度增加了一倍以上[15]。同时视锥细胞向黄斑凹中心迁移，这种迁移活动牵动了脉络膜、视网膜和巩膜，有研究认为这种迁移导致了眼轴增长。4岁时候的视锥细胞已经非常接近成年人，所以四岁孩子的最佳视力也接近成年人水平。
人眼发育的第二阶段，也就是到儿童到8岁的时候，晶状体屈光度[6]、眼轴长度、视锥细胞形态[12]、角膜曲率半径都非常接近成年人。所以8岁儿童的最佳视力与成年人基本一致，大多数孩子已经正视化或残留少量生理性远视。这里应该指出，由于儿童的视锥细胞需要到8岁才基本发育成熟[12]，所以儿童在8岁以前，尤其是4岁以前只能看物体，而不能看清物体，这个与离焦没有关系，与视锥细胞的分辨极限有关[16]，视锥细胞的发育往往又伴随色觉发育[17]（视锥细胞本身就是色觉感受器）。
这里补充一个光学常识。我们经常看视力表，那么视力表上的E字是意思？
视力表上的E字的三个横杠距离就是人眼的分辨角，E字越小，横杠距离越小，分辨角越小。5米外能看到1.0行的E，就说明分辨角大约是1弧分，基本正常。这个分辨角在物理光学上，还有另外一个称呼，叫截止频率。物理光学认为[18]，截止频率与离焦、亮度、衍射斑等很多因素有关。
提高视网膜亮度（专业名词：视网膜像光照度），缩小衍射斑直径都有利于提高截止频率，也就是提高最佳视力。那么如何提高人眼视网膜亮度呢？二个方法：一个是提高人眼晶状体的屈光度，一个是增加人眼的入射光瞳。这里补充一个光学常识，瞳孔在光学上成为孔径光阑，入射光瞳是瞳孔的像。在光学上，大多数光学参数和变量都是与入射光瞳有关[19]。瞳孔放大，入射光瞳肯定也会随着放大。但瞳孔不变，通过光学调整，入射光瞳也可以变化。
人眼到了12岁，已经完成成熟。有些孩子用眼过度，在12岁以后出现近视大部分属于轴性近视。大多数人的晶状体到12岁已经发育成熟，如果之后出现近视，基本是眼轴增长了。但12岁以后出现近视的孩子，一般很少发展为高度近视，大多数高度近视都是早发性近视[20]。
参考文献
[1] 季成叶. 中国学生视力不良和疑似近视流行的动态分析[J]. 中国学校卫生, 2008, 29(8):677-680.
[2] 宋逸, 胡佩瑾, 董彦会,等. 2014年全国各省、自治区、直辖市汉族学生视力不良现况分析[J]. 北京大学学报(医学版), 2017(03):69-74.
[3] Morgan I, Rose K. How genetic is school myopia?[J]. Progress in Retinal & Eye Research, 2005, 24(1):1-38.
[4] Holden B A, Fricke T R, Wilson D A, et al. Global Prevalence of Myopia and High Myopia and Temporal Trends from 2000 through 2050[J]. Ophthalmology, 2016, 123(5):1036.
[5] 孔香云. 儿童远视的屈光演变规律及其影响因素的研究[D]. 山东大学, 2007.
[6] Mutti D O, Zadnik K, Fusaro R E, et al. Optical and structural development of the crystalline lens in childhood[J]. Investigative ophthalmology & visual science, 1998, 39(1):120-133.
[7] Mutti D O, Mitchell G L, Jones L A, et al. Axial Growth and Changes in Lenticular and Corneal Power during Emmetropization in Infants[J]. Invest Ophthalmol Vis, 2005, 10(2):188-189.
[8] Mutti D O, Sinnott L T, Mitchell G L, et al. Ocular Component Development during Infancy and Early Childhood[J]. Optometry and Vision ence, 2018, 95(11):1.
[9] Wood I C J, Mutti D O, Zadnik K. Crystalline lens parameters in infancy[J]. Ophthalmic & Physiological Optics the Journal of the British College of Ophthalmic Opticians, 2010, 16(4):256-256.
[10] Blomdahl S. ULTRASONIC MEASUREMENTS OF THE EYE IN THE NEWBORN
儿童近视 从光学角度分析眼睛发育特点
