Sarveiskalvon tomografiaparametreista johdetun algoritmin tehokkuus erottamaan sarveiskalvolle erittäin herkät sarveiskalvot terveistä

Potilaiden katsottiin olevan erittäin epäsymmetrisiä (VAE-NT), jos ektasiadiagnoosi vahvistettiin yhdessä silmässä aiemmin kuvattujen kriteerien perusteella ja toisella silmällä oli normaali etupinnan kaarevuus (topometrinen) kartta. VAE-NT:n tapausten määrittelyssä käytettiin objektiivisia kriteereitä normaalin topografian huomioon ottamiseksi, mukaan lukien Pentacamista johdettu objektiivinen etupinnan kaarevuusmetriikka. Normaalia topografiaa harkittiin tarkasti objektiivisten kriteerien perusteella maksimikaarevuuden Kmax (jyrkimmän etukeratometrian) perusteella.

Tutkimukseen sisältyi 148 silmää, joilla oli KC, 351 terveitä sarveiskalvoja ja 88 silmää, joilla oli epäilty KC. Potilaat jaettiin kolmeen ryhmään:

• Kontrolliryhmä - Normaalit silmät (CG): 351 silmää ilman KC:tä 351 potilaasta, joille tehtiin LASIK- tai valorefraktiivinen keratektomia (PRK), vakaa vähintään 18 kuukauden seurannan jälkeen, ilman muutoksia takaosan korkeudessa 18 kuukauden Pentacamilla preoperatiiviseen tutkimukseen liittyen (2012-2018 tehdyt leikkaukset). Kriteereinä normaalitapaukselle oli normaalit sarveiskalvot yleisessä silmätutkimuksessa molemmissa silmissä, mukaan lukien normaali rakolampun biomikroskooppi, korjattu etäisyysnäöntarkkuus 20/20 tai parempi, kokonaissubjektiivinen normaali topografia ja tomografiatutkimukset. topografiset kriteerit olivat: molempien silmien KISA %-indeksi alle 60 %, Kmax 47,2 D tai vähemmän ja I-S-ero alle 1,45 D. Koska ei todella vakiintuneita tomografisia parametreja/raja-arvoja Erottaaksemme normaalit keratoconuksesta epäillyistä silmistä, sovitimme normaalien silmien luokittelumme Ambrósion et al. (31) äskettäiseen julkaisuun lisäämällä kriteerin "kokonaissubjektiivinen normaali topografia ja tomografiatutkimus", joka perustuu kokeneen taittokirurgin arvioon. GCAJ). Vain yksi silmä valittiin satunnaisesti lisätilastollista analyysiä varten. CG sisälsi yhden silmän, joka valittiin satunnaisesti 323 potilaasta, joilla oli normaali sarveiskalvo; yksi silmä otettiin satunnaisesti mukaan potilasta kohti, jotta vältettäisiin valintaharha, joka liittyy saman potilaan molempien silmien käyttöön
• Erittäin epäsymmetrinen ektasia normaalilla topografiaryhmällä (VAE-NT G): 88 silmää 88 potilaasta, joilla on erittäin epäsymmetrinen ektasia normaalilla topografialla (VAE-NT) toisessa silmässä ja suora ektasia (VAE-E) toisessa silmässä. Sisällyttämiskriteerit noudattivat aikaisempia tutkimuksia (28, 32, 33). Tämän ryhmän silmät, joiden topografiset löydökset eivät riittäneet täyttämään keratokonuksen diagnostisia kriteerejä, ja seuraavat ominaisuudet ovat normaalilta näyttävä sarveiskalvo rakolampun biomikroskopiassa, keratometriassa ja retinoskopiassa. Nämä tapaukset sisälsivät keratokonisen potilaan vähemmän vahingoittuneen silmän (toverisilmä), jos seuraavat kriteerit täyttyivät: KISA % -indeksi alle 60 %, I-S-ero alle 1,45 D ja Kmax 47,2 D tai vähemmän (ts. , samat topografiset kriteerit kuin normaaleissa silmissä, paitsi että potilaan molemmat silmät täyttivät kriteerit). Näillä potilailla voidaan harkita sarveiskalvoa, joka on erittäin herkkä ektasialle.
• Erittäin epäsymmetriset silmät, joilla on ektasia (VAE-E): VAE-NT:n toissilmät, joiden KISA %-indeksi on yli 100 % ja vähintään yksi seuraavista biomikroskooppisista merkeistä: Vogt striae, Fleischer-rengas tai fokaalinen strooman oheneminen. Oculus toteutti oman lavastusjärjestelmänsä Pentacam-ohjelmistoon, jonka pitäisi jäljitellä Amsler/Krumeich-järjestelmiä: Topographic Keratoconus Classification (TKC) (34). TKC luokittelee KC:n neljään vaiheeseen (plus neljään välivaiheeseen) ja tunnistaa muita sarveiskalvon patologioita, kuten sarveiskalvon taittokirurgia tai pellucid marginal degenerative (PMD). Pentacam-tomografisen indeksin TKC-luokitus, joka näyttää algum grau de KC variando de 1-4.
• Keratokonusryhmä (KCG): 148 potilasta (yksi silmä kussakin), joilla on molemminpuolinen kliininen KC. KCG sisälsi yhden silmän, joka valittiin satunnaisesti 148 potilaasta, joilla oli keratokonus; yksi silmä otettiin satunnaisesti mukaan potilasta kohti, jotta vältettäisiin valintaharha, joka liittyy saman potilaan molempien silmien käyttöön. Sisällyskriteerit olivat samat kuin VAE-E:llä, paitsi että potilaan molemmat silmät täyttivät ektasiakriteerit.

Kaikille koehenkilöille tehtiin täydellinen silmätutkimus sekä refraktioarviointi, biomikroskopia, retinoskopia, fundoskopia, topografia ja tomografia. Kaikki potilaat arvioitiin Visum Eye Centerissä tammikuun 2012 ja tammikuun 2018 välisenä aikana.

Tämä tutkimus noudatti Helsingin julistuksen periaatteita ja sen hyväksyi Sao Jose do Rio Preton lääketieteellisen tiedekunnan tutkimuseettinen toimikunta. Kaikille potilaille kerrottiin tutkimuksen tavoitteista, ja he allekirjoittivat kirjalliset suostumuslomakkeet ennen ilmoittautumista.

Ulkoinen validointi suoritettiin 140 potilaalla, joiden tiedot eivät olleet mukana algoritmin rakentamisessa. He täyttivät samat sisällyttämiskriteerit kuin muutkin, yhteensä 82 silmää 82 potilaalla, joilla oli terve sarveiskalvo, 19 silmää 19 potilaasta, joilla oli VAE-NT, ja 39 silmää 39 potilaalla, joilla oli KC.

PENTACAM TOMOGRAFIA: Kaikki silmät tutkittiin pyörivällä Scheimpflug sarveiskalvon ja anteriorisen segmentin tomografialla (Pentacam HR; Oculus GmbH, Wetzlar, Saksa). Kuvan laatu tarkastettiin siten, että tutkimukseen otettiin vain sellaisia ​​tapauksia, joissa kuva oli hyväksyttävä. Kokenut stipendiaattikoulutettu sarveiskalvon asiantuntija (GCAJ) kävi läpi kaikki tapaukset, jotta ne luokiteltiin oikein KC- ja VAE-NT-ryhmiin. Raakadata (u12-tiedostot) saatiin kaikista tapauksista; siksi samaa räätälöityä ohjelmistoa (versio 1.20r118) käytettiin kaikkien vientitiedostojen käsittelyyn, ja kaikki Scheimpflug-muuttujat ladattiin suoraan Pentacam-ohjelmistosta "call-all"-toiminnolla.

MATEMAATTINEN ALGORITMI: SVM:stä poimitun yhtälön rakentamiseen käytettiin 58 muuttujaa, joista osa poimittiin laskentataulukosta. Näiden 58 piirrevektorin (FV) rakentamisen jälkeen luotiin SVM-johdannainen indeksi, jota kutsuttiin tukivektorikoneesta (CTMVI) johdetuksi sarveiskalvon tomografian monimuuttujaindeksiksi. Kun otetaan huomioon, että jokainen potilas edustaa pistettä suorakulmaisessa tasossa, jossa on 58 ulottuvuutta (jokainen koordinaatti edustaa yhtä 58:sta FV:stä), SVM:n tehtävänä on löytää hypertaso, joka parhaiten erottaa CG-, KCG- ja VAE-NT G -kohteet. Hypertaso kuvataan algebrallisesti lineaarisella yhtälöllä; tässä tapauksessa on 59 kerrointa, joista 58 liittyy FV:hen ja yksi riippumaton kerroin edustaa harhaa (joka on tietyn hypertason mahdollinen rinnakkainen dislokaatio). Analysoidut FV:t olivat:

ARC (3 mm:n vyöhyke): Etumainen kaarevuussäde 3,0 mm:n vyöhykkeellä sarveiskalvon ohuimman kohdan keskellä; ARTmax: Ambrosion suhteellinen paksuus maksimi; ARTmin: Ambrosion suhteellinen paksuus minimi; BAD D: Belin/Ambrosio tehostettu ektasia kokonaispoikkeamaarvo ;BAD Daa: ART-keskiarvon poikkeama; BAD Dam: ART max:n poikkeama; BAD Db: Selän korkeuserokartan poikkeama; BAD De: Poikkeama takakorkeudesta ohuimmassa kohdassa BFS 8 mm; BAD Df: Etukorkeuserokartan poikkeama; BAD Df: Minimipaksuuden poikkeama; BAD Dk: Poikkeama Kmax:sta; BAD Dp: Keskimääräisen pakymetrisen etenemisen poikkeama; BAD Dr: Poikkeama negatiivisemmasta arvosta suhteellisen paksuuskartalla; BAD Dy: Poikkeama ohuimman kohdan pystysuuntaisesta siirtymästä kärjestä; C.Vol D 3mm: sarveiskalvon tilavuus halkaisijaltaan 3 mm; C.Vol D 5mm: sarveiskalvon tilavuus halkaisijaltaan 5 mm; C.Vol D 7mm: sarveiskalvon tilavuus halkaisijaltaan 7 mm; C.Vol D 10mm: sarveiskalvon tilavuus halkaisijaltaan 10 mm; D2 mm / Pachy Min: D2 mm:n / Pachy Min:n osamäärä; D2 mm: Keskimääräinen sarveiskalvon paksuus 2 mm:n ympyrän keskipisteenä ohuimmassa kohdassa; D4 mm / Pachy Min: D4 mm:n / Pachy Min:n osamäärä; D4 mm: 4 mm:n ympyrän keskimääräinen sarveiskalvon paksuus ohuimman kohdan keskellä; D6 mm / Pachy Min: D6 mm:n / Pachy Min:n osamäärä; D6 mm: Keskimääräinen sarveiskalvon paksuus 6 mm ympyrä ohuimman kohdan keskellä; D8 mm / Pachy Min: D8 mm:n / Pachy Min:n osamäärä; D8 mm: Keskimääräinen sarveiskalvon paksuus 8 mm ympyrän ohuimmassa kohdassa; Ele B BFS 8 mm Max. 4 mm:n vyöhyke: Korkeusparametri on johdettu takapinnasta, joka on keskitetty pisteeseen, jonka arvo on korkein 4 mm:n (halkaisija) sisällä käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele B BFS 8 mm Apex: Korkeusparametri, joka on johdettu takapinnasta, joka on keskitetty kärkeen, laskettuna käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele B BFS 8mm Ohuin: Korkeusparametri johdettu takapinnasta, joka on keskitetty ohuimpaan kohtaan käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele B BFTE 8 mm Max. 4 mm:n vyöhyke: Korkeusparametri on johdettu takapinnasta, joka on keskitetty pisteeseen, jonka arvo on korkein 4 mm:n (halkaisija) sisällä käyttäen 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; Ele B BFTE 8 mm:n huippu: Korkeusparametri, joka on johdettu takapinnasta, joka on keskitetty kärkeen, laskettuna käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; Ele B BFTE 8mm Ohuin: Korkeusparametri johdettu takapinnasta, joka on keskitetty ohuimpaan kohtaan käyttäen 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; Ele F BFS 8 mm Max. 4 mm:n vyöhyke: Korkeusparametri on johdettu etupinnasta, joka on keskitetty pisteeseen, jonka arvo on korkein 4 mm:n sisällä (halkaisija) käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele F BFS 8mm Apex: Korkeusparametri, joka on johdettu kärkeen keskitetystä etupinnasta laskettuna käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele F BFS 8mm Ohuin: Korkeusparametri johdettu etupinnasta, joka on keskitetty ohuimpaan kohtaan käyttäen 8 mm:n parhaiten sopivaa palloa; Ele F BFTE 8 mm Max. 4 mm:n vyöhyke: Korkeusparametri on johdettu etupinnasta, joka on keskitetty pisteeseen, jonka arvo on korkein 4 mm:n sisällä (halkaisija) käyttäen 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; Ele F BFTE 8 mm Apex: Korkeusparametri, joka on johdettu etupinnasta, joka on keskitetty kärkeen, laskettuna käyttämällä 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; Ele F BFTE 8mm Ohuin: Korkeusparametri johdettu etupinnasta, joka on keskitetty ohuimpaan kohtaan käyttäen 8 mm:n parhaiten sopivaa toorista ellipsoidia; IHA: Indeksin suurin epäsymmetria; IHD: Indeksi korkein keskittymiskyky; ISV: Pintavarianssin indeksi; IVA: Pystysuora epäsymmetriaindeksi; KI: Keratoconus-indeksi; Pachy Min: Sarveiskalvon paksuus ohuimmassa kohdassa; Pachy Min Y: Sarveiskalvon vähimmäispaksuuden sijainti suhteessa Y-akseliin, joka on keskitetty sarveiskalvon kärkeen; PRC (3 mm:n vyöhyke): Takaosan kaarevuussäde 3,0 mm:n vyöhykkeellä sarveiskalvon ohuimman kohdan keskellä; Rel Pachy Min: Suhteellinen sarveiskalvon paksuus ohuimmassa kohdassa; RMS HOA (CB): sarveiskalvon takaosan korkean asteen poikkeaman neliökeskiarvo; RMS HOA (CF): sarveiskalvon etuosan korkean asteen poikkeaman neliökeskiarvo; RMS HOA (Sarveiskalvo): koko sarveiskalvon korkean asteen poikkeaman neliökeskiarvo; RPIavg: Keskimääräinen pakymetrinen etenemisindeksi; RPImax: Suurin pakymetrinen etenemisindeksi; RPImin: Minimi pakymetrinen etenemisindeksi; Z 3 -1 (CB): 3. asteen pystysuora koomapoikkeama sarveiskalvon takaosa; Z 3 -1 (CF): 3. asteen pystysuora koomapoikkeama sarveiskalvon etuosassa; Z 3 -1 (Sarveiskalvo): 3. asteen pystysuora koomapoikkeama kokonaissarveiskalvo; Z 5 -1 (CB): 5. asteen pystysuora koomapoikkeama sarveiskalvon takana; Z 5 -1 (CF): 5. asteen pystysuora koomapoikkeama sarveiskalvon etuosassa. Kaikki Zernike-mittaukset tehtiin sarveiskalvon halkaisijalle 6 mm.