第二届全球眼科大会嘉宾回顾｜王晓飞：眼睛为什么也需要“力学检测”？ ... ...

产业联盟网 2026-6-24 15:45 9人围观成果转化

当眼科医生谈论眼睛时，更多关注的是视力、眼压、角膜厚度、OCT影像和眼底结构。但在精准诊疗不断深入的今天，另一个过去相对“小众”的维度，正在显示出越来越重要的价值——眼部生物力学。眼睛不仅是一个光学系统 ...

当眼科医生谈论眼睛时，更多关注的是视力、眼压、角膜厚度、OCT影像和眼底结构。但在精准诊疗不断深入的今天，另一个过去相对“小众”的维度，正在显示出越来越重要的价值——眼部生物力学。

眼睛不仅是一个光学系统，也是一个复杂的力学系统。角膜、巩膜、视网膜、脉络膜等组织如何受力、如何变形、如何随时间响应，可能都会影响屈光手术安全、近视进展评估、青光眼治疗、植入器械研发以及眼底疾病研究。

2026年6月11日，第二届全球眼科大会在中国北京中关村展示中心会议中心举行。本届大会上，北京航空航天大学教授、博士生导师王晓飞带来主题分享《眼睛为什么也需要“力学检测”：眼部生物力学测量的原理、方法与应用前景》。

王教授长期从事眼科医工交叉研究，研究范围覆盖眼前段角膜、眼后段视神经以及视交叉区域。在分享中，他从眼部软组织的材料特性讲起，系统梳理了眼部生物力学的临床意义、现有检测技术的局限，以及未来基于OCT、眼压自然脉动和反演算法开展在体测量的可能路径。

王教授给出的核心判断是：眼部生物力学是眼科精准诊疗中尚未被充分量化的关键变量。真正有价值的检测，不只是给出“更清晰”的图像，而是为医生提供具有明确物理意义、能够服务临床决策的组织材料属性。

# 眼科为什么需要“力学检测”？

在眼科临床中，角膜是最早被关注生物力学的组织之一。屈光手术、角膜交联、圆锥角膜筛查、接触镜佩戴、眼压检测等场景，都与角膜力学状态有关。

王教授以屈光手术为例指出，角膜组织被切削后，在眼内压作用下会发生形变，角膜可能趋于扁平，进而影响术前对矫正度数的测算。因此，屈光手术并不只是“光学矫正”，也涉及角膜组织在受力后的结构响应。

但眼部生物力学的价值并不止于角膜。王教授特别提到：

在近视防控中，巩膜的生物学属性甚至可能比角膜更加重要，眼轴增长、后巩膜形变等问题，本质上都与眼球组织力学特性有关；

在青光眼治疗中，微创引流管等植入类器械的设计，不仅要考虑房水流动，也要考虑组织如何变形、支撑并与器械相互作用；

在数字孪生和术前模拟中，除了眼部解剖结构，组织力学参数也是实现精准仿真的必要条件。

换句话说，眼科医生看到的是结构和功能变化，而生物力学进一步追问的是：这些变化背后的受力机制是什么？组织为什么会这样变形？材料属性如何影响疾病进展和治疗效果？

# 眼部组织并不是“简单材料”

眼部软组织主要由细胞和细胞外基质构成，其中胶原蛋白是重要的结构支撑成分。胶原纤维在受力过程中会逐渐被拉伸、拉直，因此眼部组织具有明显的非线性特征。

同时，眼部组织还具有粘弹性。其组织表现不仅取决于受力大小，也取决于受力时间和加载速度。加载越快，组织可能表现得越“硬”；加载越慢，组织可能表现得越“软”。

这意味着，眼部生物力学检测不能简单照搬其他组织或工程材料的测量逻辑。一个检测参数是否有临床意义，不仅取决于能不能测出来，更取决于它是否真正对应眼组织在生理状态下的行为。

# 现有设备能看到“反应”，但未必测到“材料属性”

目前，临床上已有一些与角膜生物力学相关的检测设备。

早期的ORA眼反应分析仪，主要通过气流压平角膜，并根据压平和回弹阶段的压力差计算参数。但王教授指出，这些参数的物理意义并不十分明确，目前临床应用已经明显减少。

临床应用相对更多的是Corvis ST。它通过向角膜吹气，使角膜发生变形，并用高速摄像记录变形过程，再生成多项生物力学相关指标。这些指标在圆锥角膜筛查、屈光手术风险评估等场景中具有一定价值。

不过，王教授也提醒，这类设备本质上仍是在外力作用下观察组织的宏观反应。它能告诉医生角膜在某种外力下“怎么动”，却未必能直接告诉医生角膜材料本身的应力—应变关系，也很难直接对应弹性模量、切线模量等真正的材料属性。

因此，现有设备存在解释边界。临床医生可以使用这些参数辅助判断，但也需要理解：这些参数更多是经验性或表征性指标，并不等同于眼组织本身的真实材料属性。

# 新技术不能只看“图像漂亮”

近年来，OCT弹性成像、布里渊显微镜等技术受到关注。它们可以输出精细图像，显示组织不同位置的软硬差异，看起来很直观。

但王教授认为，对这类技术需要保持审慎。很多弹性成像方法都建立在较为简化的假设之上。例如，通过波速推断刚度时，波速不仅与刚度有关，也受到波形、频率和边界条件影响。眼球处于复杂生理环境中，不能简单把波速变化等同于弹性模量变化。

布里渊显微镜同样如此。它测量的是极高频率下的纵向模量，这一频率远高于眼睛日常所处的生理受力状态，而且结果容易受到组织含水率影响。

因此，图像清晰、分辨率高，并不必然意味着结果更接近真实生理状态。面对新技术、新图像和新参数，医生除了关注“能不能看见”，还要追问“看见的到底是什么”。

# 利用眼压自然脉动，寻找更接近生理状态的测量路径

如果外部高频激励可能偏离眼球真实生理状态，那么能否利用眼睛本身存在的自然力学变化来完成测量？

王教授团队正在探索的一条路径，是基于眼压自然脉动开展眼部组织材料属性测量。

人的眼压并不是恒定不变的。随着每一次心跳，眼压都会发生自然波动。王教授介绍，这种眼压自然脉动通常可以被检测到，并且其中天然包含组织的粘弹性信息。

团队的研究思路是：

利用一个心动周期内的眼压变化作为自然加载；
结合OCT等成像方式，捕捉眼组织在这一过程中的位移变化；
再通过反演方法，推算眼部组织的粘弹性材料属性。

与传统弹性成像中人为施加高频振动不同，这种方法更接近眼球原本所处的生理受力状态。随着快速OCT技术发展，未来这一路径有望重点用于后部巩膜、脉络膜等组织测量，为近视进展、眼底疾病和眼球结构变化研究提供新的量化工具。

# 结语

眼部生物力学检测的价值，是为临床补上一块过去难以获得的决策拼图。

在屈光手术中，它可能帮助评估角膜组织承受手术改变的能力；在近视防控中，它可能帮助理解巩膜重塑和眼轴增长机制；在青光眼和眼科植入器械研发中，它也可以为治疗策略、产品设计和数字孪生模型提供更真实的组织参数。

王教授也特别强调，眼部生物力学虽然重要，但并不是所有场景中的决定性因素。部分情况下，几何结构、组织厚度和空间分布对力学结果的影响，可能远大于材料属性本身。

这恰恰体现了医工交叉应有的价值：让参数更可解释、更可验证，并最终服务于临床决策。眼未来也将持续关注眼部生物力学及相关医工交叉技术在临床和产业中的进一步发展。

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