角膜断層撮影パラメータから導き出されたアルゴリズムが、拡張症に対して非常に感受性の高い角膜を健康な角膜と区別する効率

前述の基準に基づいて片眼で拡張症の診断が確認され、もう一方の眼が正常な前面曲率（トポメトリック）マップを持っていた場合、患者は非常に非対称（VAE-NT）であると見なされました。 VAE-NT のケースを定義するために、Pentacam から導出された客観的な前面曲率メトリックを含む、通常の地形を考慮するための客観的な基準が適用されました。 通常のトポグラフィーは、最大曲率 Kmax (Steepest Front Keratometry) の客観的な基準に基づいて厳密に考慮されました。

この研究には、KC の 148 眼、健康な角膜の 351 眼、および KC が疑われる 88 眼が含まれていました。 患者は次の 3 つのグループに分けられました。

• 対照群 - 正常な目 (CG): レーシックまたは屈折矯正角膜切除術 (PRK) を受けた 351 人の患者のうち、KC のない 351 の目、少なくとも 18 か月のフォローアップ後に安定、18 か月のペンタカムで後方挙上に変化なし術前検査に関連して（2012年から2018年に行われた手術）。 正常なケースであるという選択基準は、通常の細隙灯生体顕微鏡検査、20/20 以上の矯正遠方視力、全体的な主観的な正常なトポグラフィーおよびトモグラフィー検査を含む、両眼の一般的な眼科検査で正常な角膜を有することでした。トポグラフィー基準は、KISA% インデックスが 60% 未満、Kmax が 47.2 D 以下、I-S 差が 1.45 D 未満の両眼でした。正常な眼と円錐角膜の疑わしい眼を区別するために、経験豊富な屈折矯正外科医の評価に基づいて「全体的な主観的な正常なトポグラフィーおよびトモグラフィー検査」の基準を追加することにより、正常な眼の分類を Ambrósio らによる最近の出版物 (31) に適合させました ( GCAJ）。 さらなる統計分析のために、片方の目だけが無作為に選択されました。 CG には、正常な角膜を持つ 323 人の患者から無作為に選択された 1 つの目が含まれていました。同じ患者の両眼の使用に関連する選択バイアスを避けるために、患者ごとに片眼をランダムに含めました
• 正常な地形を伴う非常に非対称な拡張症グループ (VAE-NT G): 片方の眼に正常な地形を伴う非常に非対称な拡張症 (VAE-NT) ともう一方の眼に明らかな拡張症 (VAE-E) を持つ 88 人の患者の 88 眼。 包含基準は、以前の研究 (28、32、33) に従った。 これらのケースは、以下の基準が満たされた場合、円錐角膜患者の影響の少ない目 (仲間の目) でした: KISA% インデックスが 60% 未満、I-S 差が 1.45 D 未満、Kmax が 47.2 D 以下 (すなわち、 、正常な眼を除いて、正常な眼と同じトポグラフィ基準、患者の両眼が基準を満たした）。 これらの患者は、角膜拡張症の影響を非常に受けやすいと考えられます。
• 拡張症を伴う非常に非対称な目 (VAE-E): VAE-NT の仲間の目は、100% を超える KISA% インデックスと、次の生体顕微鏡的徴候の少なくとも 1 つを示します: フォークト線条、フライシャー リング、または焦点間質の薄化。 Oculus は独自のステージング システムを Pentacam ソフトウェアに実装しました。これは Amsler/Krumeich システムを模倣する必要があります: Topographic Keratoconus Classification (TKC) (34)。 TKC は KC を 4 つの段階 (さらに 4 つの中間段階) に分類し、角膜屈折矯正手術や透明辺縁変性症 (PMD) などの他の角膜病変を識別します。 Algum grau de KC variando de 1-4 を示す Pentacam トモグラフィ インデックスの TKC 分類。
• 円錐角膜群 (KCG): 両側臨床 KC 患者 148 例 (各片眼)。 KCG には、円錐角膜を有する 148 人の患者から無作為に選択された 1 つの目が含まれていました。同じ患者の両眼の使用に関連する選択バイアスを避けるために、患者ごとに片眼をランダムに含めました。 包含基準は、患者の両眼が拡張症の基準を満たしていたことを除いて、VAE-Eの場合と同じでした。

すべての被験者は、屈折評価、生体顕微鏡検査、網膜鏡検査、眼底検査、トポグラフィー、およびトモグラフィー評価と同様に、完全な目の検査を受けました。 すべての患者は、2012 年 1 月から 2018 年 1 月の間に Visum Eye Center で評価されました。

この研究は、ヘルシンキ宣言の教義に準拠し、サン ジョゼ ド リオ プレト医学部の研究倫理委員会によって承認されました。 すべての患者は研究の目的について知らされ、登録前に書面によるインフォームド コンセント フォームに署名しました。

外部検証は 140 人の患者で実施されましたが、そのデータはアルゴリズムの構築に含まれていませんでした。 それらは、健康な角膜を持つ 82 人の患者の合計 82 眼、VAE-NT を持つ 19 人の患者の 19 眼、および KC を持つ 39 人の患者の 39 眼で、他のものと同じ選択基準を満たしました。

PENTACAM TOMOGRAPHY: すべての眼球は、Scheimpflug 角膜および前眼部断層撮影 (Pentacam HR; Oculus GmbH, Wetzlar, Germany) を回転させることによって検査されました。 画像の品質をチェックして、許容できる品質の画像を持つケースのみが研究に含まれるようにしました。 経験豊富なフェローシップ訓練を受けた角膜専門医 (GCAJ) がすべての症例をレビューし、KC および VAE-NT グループに正しく分類されました。 生データ (u12 ファイル) はすべてのケースから取得されました。したがって、同じカスタマイズされたソフトウェア (バージョン 1.20r118) を使用してすべてのエクスポート ファイルを処理し、すべてのシャインプルーフ変数を「call-all」機能を使用して Pentacam ソフトウェアから直接ダウンロードしました。

数学的アルゴリズム: SVM から抽出された方程式を構築するために、58 の変数が使用され、そのうちのいくつかはスプレッドシートから抽出されました.. これらの 58 の特徴ベクトル (FV) の構築後、サポート ベクター マシン (CTMVI) から派生した角膜断層撮影多変量インデックスと呼ばれる SVM 派生インデックスが作成されました。 各患者が 58 次元のデカルト平面上の点を表していることを考慮すると (各座標は 58 の FV の 1 つを表します)、SVM の役割は、CG、KCG、および VAE-NT G 被験者を最もよく分離する超平面を見つけることです。 超平面は線形方程式によって代数的に記述されます。この場合、59 個の係数があり、そのうちの 58 個は FV に関連し、1 個の独立した係数はバイアス (特定の超平面の可能な平行転位) を表します。 分析された FV は次のとおりです。

ARC (3 mm ゾーン): 角膜の最も薄い位置を中心とした 3.0 mm ゾーンの前方曲率半径。 ARTmax: Ambrosio 関係の厚さの最大値。 ARTmin: Ambrosio 関係の厚さの最小値。 BAD D: Belin/Ambrosio 強化された ectasia 合計偏差値;BAD Daa: ART 平均の偏差; BAD Dam: ART max の偏差。 BAD Db: 後方高低差マップのずれ。 BAD De: BFS 8 mm を考慮した最も薄い位置での後方挙上からの偏差。 BAD Df: 正面高低差マップのずれ。 BAD Df: 最小厚さの偏差。 BAD Dk: Kmax からの偏差。 BAD Dp: 平均パキメトリック プログレッションの偏差。BAD Dr: 相対的な厚さマップのより負の値からの偏差。 BAD Dy: 頂点からの最も薄い点の垂直変位からの偏差。 C.Vol D 3mm: 直径 3 mm の領域の角膜容積。 C.Vol D 5mm: 直径 5 mm の領域の角膜容積。 C.Vol D 7mm: 直径 7 mm の領域の角膜容積。 C.Vol D 10mm: 直径 10 mm の領域の角膜容積。 D2 mm / Pachy Min: D2 mm / Pachy Min の商。 D2 mm: 最も薄い場所を中心とした 2 mm の円の平均角膜厚。 D4 mm / Pachy Min: D4 mm / Pachy Min の商。 D4 mm: 最も薄い場所を中心とした 4 mm 円の平均角膜厚。 D6 mm / Pachy Min: D6mm / Pachy Min の商。 D6 mm: 最も薄い場所を中心とした 6 mm 円の平均角膜厚。 D8 mm / Pachy Min: D8 mm / Pachy Min の商。 D8 mm: 最も薄い場所を中心とした 8 mm 円の平均角膜厚。 Ele B BFS 8mm Max. 4 mm ゾーン: 8 mm の最適な球体を使用して、4 mm (直径) 内の最大値を持つポイントを中心とする背面から導出された標高パラメーター。 Ele B BFS 8mm Apex: 8 mm の最適球を使用して計算された、頂点を中心とする背面から導出される標高パラメーター。 Ele B BFS 8mm Thinnest: 8 mm の最適な球体を使用して、最も薄い点を中心とした背面から導出された標高パラメーター。 Ele B BFTE 8 mm Max. 4 mm ゾーン: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して、4 mm (直径) 内の最大値を持つポイントを中心とする背面から導出された標高パラメーター。 Ele B BFTE 8mm Apex: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して計算された、頂点を中心とする背面から導出される標高パラメーター。 Ele B BFTE 8mm Thinnest: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して、最も薄い点を中心とした背面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFS 8 mm 最大。 4 mm ゾーン: 8 mm の最適な球体を使用して、4 mm (直径) 内の最大値を持つポイントを中心とする前面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFS 8mm Apex: 8 mm の最適球を使用して計算された、頂点を中心とする前面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFS 8mm Thinnest: 8 mm の最適球を使用して、最薄点を中心とする前面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFTE 8 mm Max. 4 mm ゾーン: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して、4 mm (直径) 内の最大値を持つポイントを中心とする前面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFTE 8mm Apex: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して計算された、頂点を中心とする前面から導出された標高パラメーター。 Ele F BFTE 8mm Thinnest: 8 mm の最適なトーリック楕円体を使用して、最薄点を中心とした前面から導出された標高パラメーター。 IHA: インデックスの最大の非対称性。 IHD: インデックス最高偏心。 ISV: 表面分散の指標。 IVA: 垂直非対称性の指標。 KI：円錐角膜指数。 Pachy Min: 最も薄い点での角膜の厚さ。 Pachy Min Y: 角膜頂点を中心とする Y 軸に関連する最小角膜厚の位置。 PRC (3mm ゾーン): 角膜の最も薄い位置を中心とする 3.0 mm ゾーンの後部曲率半径。 Rel Pachy Min: 最も薄い点での相対的な角膜の厚さ。 RMS HOA (CB): 角膜後方の高次収差の二乗平均平方根。 RMS HOA (CF): 角膜前面の高次収差の二乗平均平方根。 RMS HOA (角膜): 角膜全体の高次収差の二乗平均平方根。 RPIavg: 平均パキメトリック プログレッション インデックス。 RPImax: 最大パキメトリック プログレッション インデックス; RPImin: 最小パキメトリック プログレッション インデックス; Z 3 -1 (CB): 角膜後方の 3 次垂直コマ収差。 Z 3 -1 (CF): 角膜前面の 3 次垂直コマ収差。 Z 3 -1 (角膜): 3次垂直コマ収差全角膜; Z 5 -1 (CB): 角膜後方の 5 次垂直コマ収差。 Z 5 -1 (CF): 角膜前面の 5 次垂直コマ収差。 すべてのゼルニケ測定は、角膜の直径 6 mm に対して行われました。