从角膜断层扫描参数派生的算法的效率，以区分对角膜扩张高度敏感的角膜和健康的角膜

如果根据先前描述的标准在一只眼睛中确认扩张的诊断并且另一只眼睛具有正常的前表面曲率（拓扑）图，则患者被认为是非常不对称的（VAE-NT）。 考虑正常地形的客观标准被用于定义 VAE-NT 病例，包括来自 Pentacam 的客观前表面曲率指标。 根据最大曲率 Kmax（最陡前沿角膜曲率测量法）的客观标准，严格考虑正常地形

该研究包括 148 只 KC 眼、351 只角膜健康眼和 88 只疑似 KC 眼。 患者被分为三组：

• 对照组 - 正常眼（CG）：351 名接受 LASIK 或光折射角膜切除术（PRK）的患者的 351 只没有 KC 的眼睛，在至少 18 个月的随访后稳定，18 个月的 Pentacam 后仰角没有任何变化关于术前检查（2012-2018 年进行的手术）。 正常病例的纳入标准是双眼一般眼科检查的角膜正常，包括正常的裂隙灯生物显微镜检查、20/20 或更好的矫正远视力、总体主观正常地形图和断层扫描检查。我们的目标地形学标准是：双眼的 KISA% 指数小于 60%，Kmax 小于或等于 47.2 D，I-S 差异小于 1.45 D。因为没有真正确定的断层扫描参数/截止值区分正常眼睛和圆锥角膜可疑眼睛，我们根据经验丰富的屈光外科医生的评估，通过添加“整体主观正常地形图和断层扫描检查”的标准，调整了我们对正常眼睛的分类以适应 Ambrósio 等人最近发表的文章 (31) GCAJ）。 只随机选择一只眼睛进行进一步的统计分析。 CG包括从323例角膜正常的患者中随机选择的一只眼；每个患者随机包括一只眼睛，以避免与使用同一患者的双眼相关的选择偏差
• 非常不对称扩张伴正常地形图组（VAE-NT G）：88 名患者的 88 只眼，其中一只眼有非常不对称扩张，地形正常（VAE-NT），另一只眼有明显扩张（VAE-E）。 纳入标准遵循之前的研究 (28, 32, 33) 该组眼睛的地形学发现不足以满足圆锥角膜的诊断标准，并且在裂隙灯生物显微镜、角膜曲率测量术、视网膜检查中具有正常外观的角膜特征。 如果满足以下标准，这些病例是圆锥角膜患者受影响较小的眼睛（对侧眼）：KISA% 指数小于 60%，I-S 差异小于 1.45 D，Kmax 为 47.2 D 或更小（即, 与正常眼睛相同的地形标准，除了正常眼睛，患者的双眼都符合标准）。 可以认为这些患者的角膜对扩张高度敏感。
• 非常不对称的眼睛扩张 (VAE-E)：VAE-NT 的对侧眼睛显示 KISA% 指数大于 100% 并且至少有以下生物显微迹象之一：Vogt 纹、Fleischer 环或局灶性间质变薄。 Oculus 在 Pentacam 软件中实施了他们自己的分期系统，该软件应该模仿 Amsler/Krumeich 系统：地形图圆锥角膜分类 (TKC) (34)。 TKC 将 KC 分为四个阶段（加上四个中间阶段）并识别其他角膜病变，例如角膜屈光手术或透明边缘退化 (PMD)。 Pentacam 断层扫描指数的 TKC 分类显示 algum grau de KC variando de 1-4。
• 圆锥角膜组 (KCG)：148 名双侧临床 KC 患者（每只一只眼）。 KCG 包括从 148 名圆锥角膜患者中随机选择的一只眼睛；每个患者随机包括一只眼睛，以避免与使用同一患者的双眼相关的选择偏差。 纳入标准与 VAE-E 相同，只是患者的双眼均符合扩张标准。

所有受试者都接受了完整的眼科检查以及屈光评估、生物显微镜检查、视网膜检查、眼底检查、地形图和断层扫描评估。 2012 年 1 月至 2018 年 1 月期间，所有患者均在 Visum 眼科中心接受了评估。

这项研究遵循赫尔辛基宣言的原则，并得到了圣何塞杜里奥普雷图医学院研究伦理委员会的批准。 所有患者都被告知研究的目的，并且他们在入组前签署了书面知情同意书。

对 140 名患者进行了外部验证，他们的数据未包含在构建算法中。 他们符合与其他人相同的纳入标准，82名健康角膜患者共82只眼，19名VAE-NT患者19只眼，39名KC患者39只眼。

PENTACAM 断层扫描：所有眼睛均通过旋转 Scheimpflug 角膜和眼前节断层扫描（Pentacam HR；Oculus GmbH，Wetzlar，德国）进行检查。 检查图像质量，以便只有具有可接受质量图像的病例被纳入研究。 一位经验丰富的受过奖学金培训的角膜专家 (GCAJ) 审查了所有病例，以便将它们正确分类为 KC 和 VAE-NT 组。 原始数据（u12文件）是从所有病例中获得的；因此，使用相同的定制软件（版本 1.20r118）处理所有导出文件，并使用“call-all”功能直接从 Pentacam 软件下载所有 Scheimpflug 变量。

数学算法：为了构建从 SVM 中提取的方程，使用了 58 个变量，其中一些变量是从电子表格中提取的。 在构建这 58 个特征向量 (FV) 之后，创建了一个 SVM 派生索引，称为从支持向量机 (CTMVI) 派生的角膜断层扫描多变量索引。 考虑到每个患者代表 58 个维度的笛卡尔平面上的一个点（每个坐标代表 58 个 FV 中的一个），SVM 的作用是找到最能分离 CG、KCG 和 VAE-NT G 受试者的超平面。 超平面由线性方程代数描述；在这种情况下，有 59 个系数，其中 58 个与 FV 相关，一个独立系数表示偏差（这是给定超平面的可能平行位错）。 分析的 FV 是：

ARC（3 毫米区）：以角膜最薄位置为中心的 3.0 毫米区的前曲率半径； ARTmax：Ambrosio 相关厚度最大值； ARTmin：Ambrosio 相关厚度最小值； BAD D：Belin/Ambrosio增强型扩张总偏差值；BAD Daa：ART平均值的偏差； BAD Dam：ART 最大值的偏差； BAD Db：背高差图偏差； BAD De：考虑到 BFS 8 mm，在最薄处与后仰角的偏差； BAD Df：正面高差图的偏差； BAD Df：最小厚度偏差； BAD Dk：与 Kmax 的偏差； BAD Dp：平均厚度进展的偏差；BAD Dr：与相对厚度图上更负值的偏差； BAD Dy：最薄点距顶点垂直位移的偏差； C.Vol D 3mm：角膜体积直径为3mm的区域； C.Vol D 5mm：角膜直径5mm区域的体积； C.Vol D 7mm：角膜体积7mm直径区域； C.Vol D 10mm：角膜体积10mm直径区域； D2 mm / Pachy Min：D2 mm / Pachy Min 的商； D2 mm：以最薄处为中心的2 mm圆的平均角膜厚度； D4 mm / Pachy Min：D4 mm / Pachy Min 的商； D4mm：以最薄处为中心的4mm圆的平均角膜厚度； D6 mm / Pachy Min：D6mm / Pachy Min 的商； D6mm：以最薄处为中心的6mm圆的平均角膜厚度； D8 mm / Pachy Min：D8 mm / Pachy Min 的商； D8mm：以最薄处为中心的8mm圆的平均角膜厚度； Ele B BFS 8 毫米最大。 4 mm Zone：使用8 mm最佳拟合球体以4 mm（直径）内最高值点为中心从背面导出的高程参数； Ele B BFS 8mm Apex：从以顶点为中心的背面导出的高程参数，使用 8 mm 最佳拟合球计算； Ele B BFS 8mm Thinnest：使用 8 mm 最佳拟合球从背面以最薄点为中心导出的高程参数； Ele B BFTE 8 毫米最大。 4 mm Zone：使用8 mm最佳拟合复曲面椭球从背面以4 mm（直径）内最高值点为中心导出的高程参数； Ele B BFTE 8mm Apex：从以顶点为中心的背面导出的高程参数，使用 8 mm 最佳拟合复曲面椭球计算； Ele B BFTE 8mm Thinnest：使用 8 mm 最佳拟合复曲面椭球从背面以最薄点为中心导出的高程参数； Ele F BFS 8 毫米最大。 4 mm Zone：采用8 mm最佳拟合球体，以4 mm（直径）内最高值点为中心的前表面导出的高程参数； Ele F BFS 8mm Apex：从以顶点为中心的前表面导出的高程参数，使用 8 mm 最佳拟合球计算； Ele F BFS 8mm Thinnest：使用 8 mm 最佳拟合球从以最薄点为中心的前表面导出的高程参数； Ele F BFTE 8 毫米最大。 4 mm Zone：使用8 mm最佳拟合复曲面椭球从前表面以4 mm（直径）内最高值点为中心导出的高程参数； Ele F BFTE 8mm Apex：从以顶点为中心的前表面导出的高程参数，使用 8 mm 最佳拟合复曲面椭球计算； Ele F BFTE 8mm Thinnest：使用 8 mm 最佳拟合复曲面椭球从以最薄点为中心的前表面导出的高程参数； IHA：指数最高不对称性； IHD：指数最高去中心化； ISV：表面方差指数； IVA：垂直不对称指数； KI：圆锥角膜指数； Pachy Min：角膜最薄处的厚度； Pachy Min Y：最小角膜厚度相对于以角膜顶点为中心的 Y 轴的位置； PRC（3mm 区）：以角膜最薄处为中心的 3.0mm 区后曲率半径； Rel Pachy Min：最薄处的相对角膜厚度； RMS HOA (CB)：角膜后部高阶像差的均方根； RMS HOA (CF)：角膜前部高阶像差的均方根； RMS HOA（角膜）：总角膜高阶像差的均方根； RPIavg：平均厚度进展指数； RPImax：最大厚度进展指数； RPImin：最小厚度进展指数； Z 3 -1 (CB)：三阶垂直角膜后彗形像差； Z 3 -1 (CF)：角膜前部的三阶垂直彗形像差； Z 3 -1 (Cornea)：三阶垂直彗差总角膜； Z 5 -1 (CB)：角膜后部5阶垂直慧差； Z 5 -1 (CF)：角膜前部的5阶垂直彗形像差。 所有 Zernike 测量均针对 6 mm 的角膜直径进行。