Алгоритм прогнозирования аксиального смещения оптической части интраокулярной линзы после факоэмульсификации

Читать метаданные

Цель исследования — проверить алгоритм прогнозирования «прогиба» оптической части интраокулярной линзы (ИОЛ) после неосложненной факоэмульсификации. Материал и методы. В исследование включено 226 пациентов (287 глаз), которым проводили факоэмульсификацию с внутрикапсульной имплантацией ИОЛ платформы AcrySof. Дооперационное обследование включало биометрию с использованием приборов «IOLMaster» и «Lenstar LS 900», кератотопографию с помощью «Pentacam HR». Через 1 мес после операции всем пациентам проводили повторные замеры. Для определения наклона и смещения оптической части ИОЛ использовали оптический когерентный томограф «Topcon 3DOCT-2000». Результаты. Анализ данных оптической когерентной томографии позволяет выявить наклон и «прогиб» оптической части ИОЛ относительно плоскости зрачка. На обучающей выборке построена регрессионная модель, прогнозирующая «прогиб» оптической части ИОЛ на основании дооперационных биометрических параметров «IOLMaster» и «Lenstar LS 900», а также по рассчитанной силе линзы построены уравнения логистической регрессии, обладающие высоким прогностическим качеством. При проверке регрессионных моделей на тестовых данных площади под ROC-кривыми изменились незначительно. Большая площадь под ROC-кривыми при малых величинах девиаций, а также сохранение уровня истинно положительных ответов при небольшом увеличении ложноотрицательных свидетельствуют о высоком качестве моделей. Заключение. Модели логистической регрессии, построенные на основании оптической силы имплантируемой линзы, а также на комбинации дооперационных биометрических данных «IOLMaster» и «Lenstar LS 900», позволяют с высокой достоверностью предсказать вероятность «прогиба» ИОЛ и, соответственно, своевременно внести поправки в расчетную силу искусственного хрусталика.

Ключевые слова:

«прогиб» оптической части интраокулярной линзы (ИОЛ)

аксиальное смещение ИОЛ

оптическая когерентная томография

оптическая биометрия

Авторы:

Куликов А.Н.

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

SPIN РИНЦ: 6440-7706
Scopus AuthorID: 57001225300
ResearcherID: M-2094-2016
ORCID: 0000-0002-5274-6993

Даниленко Е.В.

ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации, Санкт-Петербург, Россия

Дзилихов А.А.

Список литературы:

Балашевич Л.И., Даниленко Е.В. Особенности расчета оптической силы интраокулярной линзы, имплантируемой при факоэмульсификации. Учебное пособие. СПб.: Издательство СПбМАПО; 2010.
Куликов А.Н., Кокарева Е.В., Котова Н.А. Оценка расчета оптической силы ИОЛ с помощью IOLMaster и нескольких методов кератотопографии. Материалы научной конференции офтальмологов «Невские горизонты-2016». 2016;361-364.
Куликов А.Н., Кокарева Е.В., Дзилихов А.А. Эффективная позиция линзы. Обзор. Офтальмохирургия. 2018;1:92-98. https://doi.org/10.25276/0235-4160-2018-1-92-97
Olsen T. Prediction of intraocular lens position after cataract extraction. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 1986;12(4):376-379. https://doi.org/10.1016/S0886-3350(86)80099-2
Балашевич Л.И., Даниленко Е.В., Шаров Т. В., Ефимов О. А. Деформация гибких моделей интраокулярных линз при разном диаметре раскрытия гаптических элементов. Офтальмохирургия. 2012;1:4-8.
Куликов А.Н., Кокарева Е.В., Дзилихов А.А., Кондратов В.С., Даниленко Е.В. Анализ динамики положения интраокулярной линзы после факоэмульсификации по данным низкокогерентной рефлектометрии, ультразвуковой биомикроскопии и оптической когерентной томографии. Современные технологии в офтальмологии. 2018;4:123-128.
Engren A, Behndig A. Anterior chamber depth, intraocular lens position, and refractive outcomes after cataract surgery. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2013;39(4):572-577. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2012.11.019
Erickson P. Effects of intraocular lens position errors on postoperative refractive error. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 1990;16(3):305-311. https://doi.org/10.1016/S0886-3350(13)80699-2
Hoffer K, Savini G. Anterior chamber depth studies. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2015;41(9):1898-1904. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2015.10.010
Findl O, Struhal W, Dorffner G, Drexler W. Analysis of nonlinear systems to estimate intraocular lens position after cataract surgery. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2004;30(4):863-866. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2003.08.027
Findl O, Hirnschall N, Draschl P, Wiesinger J. Effect of manual capsulorhexis size and position on intraocular lens tilt, centration, and axial position. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2017;43(7):902-908. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2017.04.037
Findl O, Drexler W, Menapace R, Bohr B, Bittermann S, Vass C, Rainer G, Hitzenberger C, Percher A. Accurate determination of effective lens position and lens-capsule distance with 4 intraocular lenses. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 1998;24(8):1094-1098. https://doi.org/10.1016/S0886-3350(98)80103-X
Savini G, Hoffer K, Lombardo M, Serrao S, Schiano-Lomoriello D, Ducoli P. Influence of the effective lens position, as predicted by axial length and keratometry, on the near add power of multifocal intraocular lenses. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2016;42(1):44-49. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2015.07.044
Weber M, Hirnschall N, Rigal K, Findl O. Effect of a capsular tension ring on axial intraocular lens position. Journal of Cataract and Refractive Surgery. 2015;41(1):122-125. https://doi.org/10.1016/j.jcrs.2014.04.035
Куликов А.Н., Кокарева Е.В., Дзилихов А.А. Исследование положения интраокулярной линзы с помощью оптической когерентной томографии и связанных с ним изменений рефракции после факоэмульсификации. Офтальмохирургия. 2018;2:10-15. https://doi.org/10.25276/0235-4160-2018-2-10-15

Закрыть метаданные

Факоэмульсификация с имплантацией интраокулярной линзы (ИОЛ) является самым распространенным хирургическим вмешательством в офтальмологической практике. Достижение запланированной рефракции является одной из главных задач операции [1, 2]. При наличии точных данных оптической биометрии и кератотопографии прогнозирование положения ИОЛ рассматривается как основной источник погрешности расчета ее силы [3, 4]. Описаны различные варианты аксиальных смещений оптической части ИОЛ в послеоперационном периоде, которые значимо влияют на отклонение послеоперационной рефракции от запланированных значений [5—9]. Возможность учета подобных явлений [10, 11] особенно важна при выборе конфигурации имплантируемой линзы [12], рассмотрении вопроса о постановке мультифокальных и торических линз [13], а также для принятия решения об использовании дополнительных внутрикапсульных устройств [14]. Проверка разработанных моделей [15] определения вероятности «прогиба» оптической части ИОЛ докажет возможность их применения в повседневной офтальмологической практике для снижения частоты рефракционных ошибок.

Цель работы — проверить алгоритм прогнозирования «прогиба» оптической части ИОЛ после неосложненной факоэмульсификации.

Материал и методы

В исследование вошли 226 пациентов (287 глаз), проходивших лечение в клинике офтальмологии ВМедА им. С.М. Кирова в период с сентября 2016 г. по июнь 2018 г. с диагнозом начальной катаракты. Выборка состояла из 104 мужчин и 122 женщин, средний возраст составил 73,00±9,05 года (от 21 до 90 лет).

На дооперационном этапе проводили стандартное офтальмологическое обследование, биометрию с помощью приборов «IOLMaster» («Carl Zeiss Meditec», Германия) и «Lenstar LS 900» («Haag-Streit», Швейцария), кератотопографию с использованием «Pentacam HR» («Oculus», Германия). Биометрические параметры пациентов приведены в табл. 1. Во всех случаях выполнена факоэмульсификация с внутрикапсульной имплантацией ИОЛ платформы AcrySof («Alcon», США) через роговичный тоннельный разрез 2,2—2,4 мм. Хирургическое вмешательство и послеоперационный период прошли без осложнений.

Таблица 1. Анатомические характеристики глаз по данным нескольких приборов для биометрии

Примечание. Прочерк — данные отсутствуют.

Через 1 мес после операции всем пациентам проводили съемку переднего отрезка глазного яблока с помощью оптического когерентного томографа «Topcon 3DOCT-2000» («Topcon», Япония) для выявления «прогиба» оптической части ИОЛ.

В ходе исследования пациенты разделены на две группы: 1-я группа — обучающая выборка пациентов (219 глаз), прооперированных до сентября 2017 г., по биометрическим данным которых построена модель логистической регрессии и определены параметры, значимо влияющие на вероятность «прогиба» оптической части ИОЛ [15]; 2-я группа — тестовая выборка пациентов (68 глаз), прооперированных с сентября 2017 г., по биометрическим данным которых планировалась проверка построенного алгоритма определения вероятности «прогиба» оптической части ИОЛ.

Статистическую обработку результатов проводили в программе «Statistica 10.0» (StatSoft, Inc., США), уровень значимости принят равным 0,05.

Результаты и обсуждение

При анализе данных оптической когерентной томографии (ОКТ) возможно определение угла наклона и «прогиба» оптической части ИОЛ. Для количественной оценки и определения факта «прогиба» использованы следующие анатомические ориентиры: диаметр зрачка по горизонтали, расстояние от краев зрачка до передней поверхности оптической части ИОЛ, а также расстояние от центра зрачка до передней поверхности ИОЛ (рис. 1).

Рис. 1. Определение расстояний до оптической части ИОЛ относительно плоскости зрачка.

Ø — диаметр зрачка; a и b — расстояния от края зрачка до оптической части ИОЛ; c — расстояние от центра зрачка до оптической части ИОЛ; c’ — расстояние от центра зрачка до линии, соединяющей прямые a и b; α — угол между плоскостью зрачка и плоскостью ИОЛ.

Факт «прогиба» оптической части в сторону сетчатки однозначно доказывается при соблюдении соотношения с`≤c. Расстояние c` рассчитывается из уравнения:

c’=a–1/2´Ø´tanα,

где α — угол наклона оптической части ИОЛ относительно плоскости зрачка; а — расстояние от края зрачка до передней поверхности ИОЛ, противоположное углу α; Ø — диаметр зрачка (все расстояния используются в микронах по результатам измерения ОКТ).

В 1-й группе в 38 (17,27%) случаях определялось смещение центра оптической части линзы назад. Амплитуда этого смещения относительно линии, соединяющей прямые а и b, составила 8,41±8,28 (от 0 до 30) мкм. Для прогноза вероятности появления «прогиба» линзы были построены математические модели на основе логистической регрессии. Хорошим прогностическим качеством и возможностью интерпретации выделялась модель, построенная только по 1 фактору силы ИОЛ (AUC=0,89±0,07). Максимальная чувствительность и специфичность модели (82 и 90% соответственно) достигалась при показателе 18,5 дптр, что свидетельствует о высокой вероятности появления «прогиба» при силе ИОЛ≤18,5дптр. Также были построены модели по наборам факторов «IOLMaster» и «Lenstar LS 900» (длина глаза, диаметр роговичного сегмента и усредненная сила роговицы по основным меридианам), обладающие высоким прогностическим качеством: AUC=0,92±0,06 и AUC=0,93±0,06 соответственно. Графики и рассчитанные коэффициенты приведены на рис. 2 и в табл. 2, 3.

Рис. 2. ROC-кривая вероятности аксиального «прогиба» ИОЛ для силы ИОЛ.

а — 1-я группа; б — 2-я группа.

Таблица 2. Коэффициенты лог-регрессии для силы рассчитанной ИОЛ

Таблица 3. Коэффициенты лог-регрессии для набора биометрических параметров

Во 2-й группе «прогиб» оптической части ИОЛ выявлен в 17 (25%) из 68 случаев. Амплитуда выявленных смещений составила в среднем 11,06±11,57 (от 1 до 33) мкм.

При проверке регрессионных моделей не тестовых данных, площади под ROC-кривыми изменились незначительно (табл. 4—6). При применении модели, включающей только силу имплантированной линзы, мы получили на обучающей выборке ТР (истинно положительные ответы) 82%, FP (ложноположительные ответы) — 10%. При использовании данных тестовой группы доля ложноположительных ответов увеличилась до 22%, истинно положительных — до 94% (см. табл. 6).

Таблица 4. Проверка регрессионной модели, построенной только на показателе силы имплантированной ИОЛ

Таблица 5. Проверка регрессионной модели, построенной для биометрических параметров «IOLMaster»

Таблица 6. Проверка регрессионной модели, построенной для биометрических параметров «Lenstar LS 900»

При применении моделей, построенных на комбинации биометрических параметров «IOLMaster» и «Lenstar LS 900», уровень истинно положительных ответов остался прежним, также увеличилось число ложноположительных ответов с 13 до 20% и с 17 до 18% соответственно (см. табл. 5, 6).

Рис. 3. ROC-кривая вероятности аксиального «прогиба» ИОЛ для биометрических параметров «IOLMaster».

а — 1-я группа; б — 2-я группа.

Рис. 4. ROC-кривая вероятности аксиального «прогиба» ИОЛ для биометрических параметров «LenstarLS 900»

а — 1-я группа; б — 2-я группа.

Большая площадь под ROC-кривыми при малых величинах девиаций, а также сохранение уровня ТР при небольшом увеличении FP свидетельствуют о высоком качестве моделей. Их воспроизводимость на тестовой группе пациентов позволяет предложить их для использования в клинической практике в целях выявления пациентов с высоким риском «прогиба» оптической части ИОЛ на дооперационном этапе, а также внести поправку в расчетные данные с учетом возможного гиперметропического сдвига и минимизировать тем самым погрешности расчета.

Заключение

На основании данных оптической когерентной томографии возможно выявить аксиальный «прогиб» оптической части интраокулярной линзы у определенной категории пациентов. Модели логистической регрессии, построенные на основании оптической силы имплантируемой линзы, а также на комбинации дооперационных биометрических данных «IOLMaster» и «Lenstar LS 900», позволяют с высокой достоверностью предсказать вероятность «прогиба» ИОЛ и, соответственно, своевременно внести поправки в расчетную силу искусственного хрусталика.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Е.Д., А.К.

Сбор и обработка материала: Е.Д., А.Д.

Статистическая обработка: Е.Д.

Написание текста: Е.Д.

Редактирование: Е.Д.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.