Эффективность алгоритма, полученного из параметров томографии роговицы, для различения высокочувствительных роговиц к эктазии от здоровых

Пациенты считались очень асимметричными (VAE-NT), если диагноз эктазии был подтвержден в одном глазу на основании ранее описанных критериев, а второй глаз имел нормальную кривизну передней поверхности (топометрическая карта). Объективные критерии рассмотрения нормальной топографии применялись для определения случаев VAE-NT, включая объективные показатели кривизны передней поверхности, полученные с помощью Pentacam. Нормальная топография строго учитывалась на основании объективных критериев максимальной кривизны Kmax (кератометрия крутого фронта).

В исследование были включены 148 глаз с KC, 351 глаз со здоровой роговицей и 88 глаз с подозрением на KC. Пациенты были разделены на три группы:

• Контрольная группа - Нормальные глаза (CG): 351 глаз без KC из 351 пациента, перенесших LASIK или фоторефрактивную кератэктомию (ФРК), стабильные после не менее 18 месяцев наблюдения, без каких-либо изменений заднего подъема через 18 месяцев Pentacam. в связи с предоперационным обследованием (операции, выполненные в 2012-2018 гг.). Критерием включения для нормального случая было наличие нормальной роговицы при общем осмотре обоих глаз, включая нормальную биомикроскопию с помощью щелевой лампы, скорректированную остроту зрения вдаль 20/20 или выше, общую субъективную нормальную топографию и томографию. Наша цель топографическими критериями были: оба глаза с процентным индексом KISA менее 60%, Kmax 47,2 дптр или менее и разница I-S менее 1,45 дптр. Чтобы отличить нормальные глаза от подозрительных на кератоконус, мы адаптировали нашу классификацию нормальных глаз к недавней публикации Ambrosio et al. (31), добавив критерий «общая субъективная нормальная топография и томографические исследования», основанный на оценке опытного рефракционного хирурга ( ВКАЖ). Только один глаз был выбран случайным образом для дальнейшего статистического анализа. В КГ был включен один глаз, случайно выбранный из 323 пациентов с нормальной роговицей; один глаз был случайным образом включен для каждого пациента, чтобы избежать систематической ошибки при отборе, связанной с использованием обоих глаз одного и того же пациента.
• Группа очень асимметричной эктазии с нормальной топографией (VAE-NT G): 88 глаз из 88 пациентов с очень асимметричной эктазией с нормальной топографией (VAE-NT) на одном глазу и выраженной эктазией (VAE-E) на другом глазу. Критерии включения соответствовали предыдущим исследованиям (28, 32, 33). Глаза в этой группе с недостаточными топографическими данными для соответствия диагностическим критериям кератоконуса и следующими признаками нормальной роговицы при биомикроскопии с щелевой лампой, кератометрии, ретиноскопии. Эти случаи включали в себя менее пораженный глаз (парный глаз) пациента с кератоконией, если были соблюдены следующие критерии: процентный индекс KISA менее 60%, разница I-S менее 1,45 дптр и Kmax 47,2 дптр или менее (т.е. , те же топографические критерии, что и в нормальных глазах, за исключением того, что в нормальных глазах оба глаза пациента соответствовали критериям). Этих пациентов можно считать роговицей, очень восприимчивой к эктазии.
• Очень асимметричные глаза с эктазией (VAE-E): парные глаза VAE-NT с процентным индексом KISA более 100% и по крайней мере одним из следующих биомикроскопических признаков: стрии Фогта, кольцо Флейшера или фокальное истончение стромы. Компания Oculus внедрила собственную систему стадирования в программное обеспечение Pentacam, которая должна имитировать системы Амслера/Крумейха: классификацию топографического кератоконуса (ТКС) (34). TKC классифицирует KC на четыре стадии (плюс четыре промежуточных стадии) и определяет другие патологии роговицы, такие как рефракционная хирургия роговицы или прозрачная краевая дегенерация (PMD). Классификация TKC томографического индекса Pentacam, показывающая algum grau de KC variando de 1-4.
• Группа кератоконуса (ГКГ): 148 пациентов (по одному глазу) с двусторонним клиническим РК. В KCG был включен один глаз, случайно выбранный из 148 пациентов с кератоконусом; один глаз был случайным образом включен для каждого пациента, чтобы избежать смещения выбора, связанного с использованием обоих глаз одного и того же пациента. Критерии включения были такими же, как и для VAE-E, за исключением того, что оба глаза пациента соответствовали критериям эктазии.

Всем испытуемым было проведено полное обследование глаз, а также оценка рефракции, биомикроскопия, ретиноскопия, глазное дно, топография и оценка томографии. Все пациенты были обследованы в глазном центре Visum в период с января 2012 г. по январь 2018 г.

Это исследование соответствовало принципам Хельсинкской декларации и было одобрено Комитетом по этике исследований медицинского факультета Сан-Хосе-ду-Риу-Прету. Все пациенты были проинформированы о целях исследования и перед включением в исследование подписали письменные формы информированного согласия.

Внешняя валидация проведена у 140 пациентов, данные которых не учитывались при построении алгоритма. Они соответствовали тем же критериям включения, что и другие: в общей сложности 82 глаза у 82 пациентов со здоровой роговицей, 19 глаз у 19 пациентов с VAE-NT и 39 глаз у 39 пациентов с KC.

ТОМОГРАФИЯ PENTACAM: Все глаза были обследованы с помощью ротационной томографии роговицы и переднего сегмента по Шеймпфлюгу (Pentacam HR; Oculus GmbH, Wetzlar, Germany). Качество изображения проверялось таким образом, чтобы в исследование включались только случаи с изображениями приемлемого качества. Опытный специалист по роговице, прошедший стажировку (GCAJ), рассмотрел все случаи, чтобы они были правильно отнесены к группам KC и VAE-NT. Необработанные данные (файлы u12) были получены из всех случаев; поэтому для обработки всех файлов экспорта использовалось одно и то же специализированное программное обеспечение (версия 1.20r118), а все переменные Scheimpflug загружались непосредственно из программного обеспечения Pentacam с использованием функции «вызов всем».

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ: Для построения уравнения, извлеченного из SVM, использовались 58 переменных, некоторые из них были извлечены из электронной таблицы. После построения этих 58 векторов признаков (FV) был создан индекс, полученный из SVM, который был назван многомерным индексом томографии роговицы, полученным из машины опорных векторов (CTMVI). Учитывая, что каждый пациент представляет собой точку на декартовой плоскости с 58 измерениями (каждая координата представляет одну из 58 FV), роль SVM состоит в том, чтобы найти гиперплоскость, которая лучше всего разделяет предметы CG, KCG и VAE-NT G. Гиперплоскость алгебраически описывается линейным уравнением; в этом случае имеется 59 коэффициентов, 58 из которых связаны с FV и один независимый коэффициент, представляющий смещение (которое является возможным параллельным смещением данной гиперплоскости). Анализируемым FV были:

ARC (зона 3 мм): передний радиус кривизны в зоне 3,0 мм с центром в самом тонком месте роговицы; ARTmax: максимальная относительная толщина Амбросио; ARTmin: Минимальная относительная толщина Амбросио; BAD D: общее значение отклонения при усиленной эктазии по Белину/Амброзио; BAD Daa: отклонение от среднего значения АРТ; ПЛОХАЯ Плотина: Отклонение АРТ макс.; BAD Db: карта отклонений задней разности высот; BAD De: Отклонение от заднего возвышения в самом тонком месте с учетом BFS 8 мм; BAD Df: Карта отклонений фронтальной разности высот; BAD Df: Отклонение от минимальной толщины; BAD Dk: отклонение от Kmax; BAD Dp: отклонение средней пахиметрической прогрессии; BAD Dr: отклонение от более отрицательного значения на карте относительной мощности; BAD Dy: отклонение от вертикального смещения самой тонкой точки от апекса; C.Vol D 3 мм: объем роговицы площадью 3 мм в диаметре; C.Vol D 5 мм: объем роговицы площадью 5 мм в диаметре; C.Vol D 7 мм: объем роговицы площадью 7 мм в диаметре; C.Vol D 10 мм: объем роговицы площадью 10 мм в диаметре; D2 мм/Пахи Мин: частное D2 мм/Пахи Мин; D2 мм: средняя толщина роговицы 2 мм в виде круга с центром в самом тонком месте; D4 мм/Пахи Мин: Частное D4 мм/Пахи Мин; D4 мм: средняя толщина роговицы в круге 4 мм с центром в самом тонком месте; D6 мм / Мин Пахи: Частное D6 мм / Мин Пахи; D6 мм: средняя толщина роговицы 6 мм в виде круга с центром в самом тонком месте; D8 мм / Мин Пахи: Частное D8 мм / Мин Пахи; D8 мм: средняя толщина роговицы 8 мм в виде круга с центром в самом тонком месте; Ele B BFS 8 мм Макс. Зона 4 мм: параметр возвышения, полученный от задней поверхности с центром в точке с наибольшим значением в пределах 4 мм (диаметр) с использованием наиболее подходящей сферы 8 мм; Ele B BFS 8mm Apex: параметр высоты, полученный из задней поверхности с центром в вершине, рассчитанный с использованием наиболее подходящей сферы диаметром 8 мм; Ele B BFS 8mm Thinnest: параметр высоты, полученный из задней поверхности с центром в самой тонкой точке с использованием наиболее подходящей сферы диаметром 8 мм; Ele B BFTE 8 мм Макс. Зона 4 мм: параметр возвышения, полученный от задней поверхности с центром в точке с наибольшим значением в пределах 4 мм (диаметр) с использованием наиболее подходящего торического эллипсоида 8 мм; Ele B BFTE 8mm Apex: параметр возвышения, полученный из задней поверхности с центром в вершине, рассчитанный с использованием торического эллипсоида с наилучшей подгонкой 8 мм; Ele B BFTE 8mm Thinnest: Параметр возвышения, полученный из задней поверхности с центром в самой тонкой точке с использованием наиболее подходящего торического эллипсоида 8 мм; Ele F BFS 8 мм Макс. Зона 4 мм: параметр возвышения, полученный от передней поверхности с центром в точке с наибольшим значением в пределах 4 мм (диаметр) с использованием наиболее подходящей сферы 8 мм; Ele F BFS 8mm Apex: параметр возвышения, полученный из передней поверхности с центром в вершине, рассчитанный с использованием наиболее подходящей сферы диаметром 8 мм; Ele F BFS 8mm Thinnest: параметр высоты, полученный из передней поверхности с центром в самой тонкой точке с использованием наиболее подходящей сферы диаметром 8 мм; Ele F BFTE 8 мм Макс. Зона 4 мм: параметр возвышения, полученный от передней поверхности с центром в точке с наибольшим значением в пределах 4 мм (диаметр) с использованием наиболее подходящего торического эллипсоида 8 мм; Ele F BFTE 8mm Apex: параметр высоты, полученный из передней поверхности с центром в вершине, рассчитанный с использованием торического эллипсоида с наилучшей подгонкой 8 мм; Ele F BFTE 8mm Thinnest: параметр возвышения, полученный из передней поверхности с центром в самой тонкой точке с использованием торического эллипсоида с наилучшей аппроксимацией 8 мм; IHA: самая высокая асимметрия индекса; IHD: Индекс наивысшей децентрации; ISV: индекс поверхностной дисперсии; IVA: индекс вертикальной асимметрии; KI: индекс кератоконуса; Pachy Min: толщина роговицы в самой тонкой точке; Pachy Min Y: положение минимальной толщины роговицы относительно оси Y с центром на вершине роговицы; PRC (зона 3 мм): задний радиус кривизны в зоне 3,0 мм с центром в самом тонком месте роговицы; Rel Pachy Min: относительная толщина роговицы в самой тонкой точке; RMS HOA (CB): среднеквадратичное отклонение роговицы назад высокого порядка; RMS HOA (CF): среднеквадратичное значение аберрации высокого порядка фронта роговицы; RMS HOA (роговица): среднеквадратичное значение аберрации высокого порядка общей роговицы; RPIavg: средний пахиметрический индекс прогрессии; RPImax: максимальный индекс пахиметрической прогрессии; RPImin: минимальный индекс пахиметрической прогрессии; Z 3 -1 (CB): вертикальная коматозная аберрация роговицы 3-го порядка назад; Z 3 -1 (CF): вертикальная коматозная аберрация передней части роговицы 3-го порядка; Z 3 -1 (роговица): вертикальная коматозная аберрация 3-го порядка, общая роговица; Z 5 -1 (CB): вертикальная коматозная аберрация задней части роговицы 5-го порядка; Z 5 -1 (CF): вертикальная коматозная аберрация передней части роговицы 5-го порядка. Все измерения Зернике проводились для диаметра роговицы 6 мм.