ANTERION: биометр на основе технологии Swept-Source OКT

    В статье описаны технологии, лежащие в основе работы оптического Swept-Source OКT биометра ANTERION компании Heidelberg.

    Дана информация о принципах работы биометра и о клинической ценности измеряемых биометром параметров, например приимплантации факичных ИОЛ. В статье описаны различные функции аппарата

    ANTERION: кератотопография и томография роговицы, определение оптической силы роговицы и анализ состояния угла передней камеры. Продемонстрированы сканы высокого разрешения, которые создает аппарат ANTERION. Представлены возможности расчета оптической силы ИОЛ и даны рекомендации по поводу использования программного обеспечения ANTERION для расчета ИОЛ.

    ОКТ-визуализация переднего сегмента глаза с использованием изменяющегося источника света

    Метод оптической когерентной томографии (ОКТ) за короткий промежуток времени стал стандартом для диагностики и лечения различных глазных заболеваний. Этот метод дает возможность исследовать структуры и переднего, и заднего сегментов глаза (Ang M et al, 2018). ОКТ переднего сегмента позволяет визуализировать и оценивать роговицу, конъюнктиву, склеру, прямые мышцы глаза, угол передней камеры, хрусталик и другие параметры глаза (Venkateswaran N et al, 2018).

    Визуализация переднего сегмента глаза с высокой скоростью и хорошим осевым разрешением стала возможной с появлением технологии спектральной ОКТ (SD-ОКТ).

    Однако большинство коммерческих устройств SD-OКT используют относительно коротковолновые источники света (820–880 нм): с ними диапазон глубины изображения довольно ограничен, а свет слабо проникает в более глубокие передние структуры глаза (Sousa Asam J et al, 2019). Недавно инженеры усовершенствовали источник освещения и систему детектирования и предложили технологию ОКТ с изменяющимся источником света (swept-source, SS-OКT). Сочетание технологии SS-OКT и источника света с большей длиной волны оптимизировало получение и анализ изображений переднего сегмента глаза. Большая длина волны позволила увеличить глубину проникновения, а технология SS-OKT обеспечила минимальный спад чувствительности на этой глубине. Это сочетание вкупе с коротким временем получения изображений уменьшило артефакты движения, позволило получать изображения всей передней камеры с очень высокой четкостью и контрастностью и создало основу для получения важных клинических данных, таких как топография роговицы, томография роговицы, анализ параметров переднего сегмента глаза и биометрия (Venkateswaran N et al, 2018).

    SS-OКT с длинноволновым источником света имеет лучшее проникновение в ткани по сравнению с технологией частичной когерентной интерферометрии, которую используют многие популярные биометры, поэтому SS-ОКТ может служить важным инструментом для измерения многих параметров глазного яблока (Hirnschall N et al, 2018). Таким образом, длинноволновая SS-OКT предоставляет врачам биометрические данные, необходимые для расчета оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ) и точного прогнозирования послеоперационной рефракции.

    Клинические возможности и приложения платформы

    ANTERION

    ANTERION® (Heidelberg Engineering GmbH, Heidelberg, Germany) – это мультимодальная платформа, оптимизированная для исследования переднего сегмента глазного яблока. Она использует технологические преимущества длинноволновой SS-OКT и дополнительные фирменные функции, которые повышают четкость изображения, тем самым позволяя проводить точные измерения, важные для хирургии катаракты и переднего сегмента глаза. ANTERION создает сканы ОКТ с высоким разрешением с относительно большой длиной волны 1300 нм и отлично визуализирует структурные детали переднего сегмента. Он позволяет выполнять топографию роговицы, томографию, биометрию переднего сегмента глаза, измерение осевой длины и расчет ИОЛ, т.е. ANTERION объединяет целый спектр диагностических возможностей в одном устройстве.

    Платформа помогает оптимизировать процесс диагностики и наблюдения, экономит место в смотровом кабинете и минимизирует время пребывания пациента в кресле.

    Основные области применения ANTERION на сегодняшний день включают хирургию катаракты с расчетом ИОЛ, рефракционную хирургию, диагностику заболеваний роговицы, оценку угла передней камеры и структурную визуализацию переднего сегмента для диагностики различных глазных заболеваний. Для каждой клинической дисциплины можно использовать различные приложения ANTERION: приложение Imaging, приложение Cornea, приложение Cataract и приложение Metrics.

    Приложение ANTERION для визуализации Imaging App включено во все конфигурации устройства. Оно создает сканы ОКТ с осевым разрешением менее 10 мкм, длиной латерального сканирования до 16,5 мм и диапазоном глубины сканирования 14±0,5 мм. ANTERION автоматически отслеживает движения глаз по вершине роговицы (eye tracking), что также улучшает качество визуализации, поскольку обеспечивается геометрическое выравнивание сканов ОКТ вдоль оси фиксации. Технические характеристики ANTERION представлены в таблице 1.

    Полученные изображения высокого разрешения позволяют проводить оценку переднего сегмента с возможностью визуализации всех интересующих структур на одном изображении (рис. 1). Приложение Imaging содержит настраиваемые шаблоны сканирования и может использоваться для визуализации роговицы, склеры, хрусталика, иридокорнеального угла и периферии глазного яблока, что позволяет диагностировать широкий спектр глазных заболеваний. Таким образом, ANTERION обеспечивает точные измерения различных параметров глаза, а также дополнительную информацию для хирургического планирования и последующего наблюдения, такую как визуализация интраокулярных линз (ИОЛ), в том числе факичных линз, а также роговичных колец и сегментов.

    Приложение ANTERION для роговицы Cornea App подробно сканирует роговицу, предоставляя комплексные данные, необходимые для диагностики заболеваний роговицы, хирургии переднего сегмента глаза и расчета оптической силы ИОЛ. Аппарат проводит 65 радиальных сканирований роговицы с высоким разрешением (256 A-сканов на B-скан) и временем получения <1 с.

    Это обеспечивает в общей сложности 16 640 точек данных, которые позволяют создавать подробные карты роговицы в пределах 8-миллиметровой зоны. Оптимизированная технология SS-OКT ANTERION учитывает как переднюю, так и заднюю поверхность роговицы, предоставляя важные данные о топографии и томографии роговицы. На картах, построенных приложением Cornea App, имеется информация о передней и задней осевой кривизне роговицы, тангенциальной кривизне, высоте свода, пахиметрии, соотношении радиусов задней/передней кривизны роговицы, общей оптической силы роговицы, а также о переднем и общем волновом фронте роговицы. Такие данные, как диаметр зрачка, угол Каппа, вершина роговицы, самая тонкая точка или минимальный радиус роговицы, могут быть наложены на эти карты.

    Шаблоны приложения Cornea App можно настраивать для отображения всей клинической информации: операторы могут выбирать предпочтительные карты и данные в шаблоне, проводить сравнение обоих глаз и автоматически анализировать прогрессирование выборочных данных (рис. 2). Этот диагностический инструмент поможет врачам в исследовании различных кератопатий и эктазий роговицы, а также для планирования рефракционных и других корнеохирургических вмешательств. Помимо этого, ANTERION использует комплексные данные о роговице для планирования рефракционной хирургии катаракты и расчета оптической силы ИОЛ.

    Для оценки параметров передней камеры глаза и угла передней камеры ANTERION предлагает приложение Metrics App. За одно обследование Metrics App создает шесть ОКТ-изображений передней камеры в радиальной проекции (каждый B-скан состоит из 768 A-сканов). Эти изображения высокого разрешения становятся основой для измерений в ручном режиме и для расчета соответствующих параметров угла передней камеры.

    Линии сегментации для поверхностей роговицы, поверхностей хрусталика и радужки отображаются автоматически, но они также могут быть скорректированы оператором. Высококонтрастные изображения передней камеры позволяют качественно визуализировать ее архитектуру и количественно оценивать все соответствующие параметры. Помимо оценки угла передней камеры (иридокорнеальный угол, степень открытия угла, пространство между трабекулой и радужкой, склеральная шпора), приложение Metris App позволяет измерять и другие параметры передней камеры, роговицы и хрусталика. Среди них – объем передней камеры, расстояние «от шпоры до шпоры» и «от угла до угла», центральная толщина роговицы, диаметр роговицы, толщина хрусталика и свод хрусталика. Измерение этих параметров с визуализацией передней камеры под разными углами может дополнять данные гониоскопии с важным преимуществом бесконтактности метода ОКТ (Rigi M et al, 2016). Таким образом, приложение ANTERION Metrics App может помочь в оценке и мониторинге заболеваний передней камеры и иридокорнеального угла. Кроме того, оно дает информацию, полезную для планирования хирургии катаракты, имплантации факичных линз в переднюю и заднюю камеру и других хирургических процедур (рис. 3).

    Наконец, приложение ANTERION Cataract App предназначено для оптимизированного планирования операции по удалению катаракты и расчета ИОЛ. Оно объединяет ключевые биометрические измерения и набор современных формул расчета ИОЛ. Оптимизированная технология SS-OКT обеспечивает точные измерения оси и поверхности глаза и подтверждает их изображениями высокого разрешения. Приложение позволяет измерять глаза с необычной геометрией и интегрировать общую оптическую силу роговицы в расчет ИОЛ. В следующем разделе подробно описано приложение Cataract App и его функции.

    Биометрия и расчет ИОЛ на аппарате ANTERION

    ANTERION является ценным инструментом для оптической биометрии и расчета оптической силы ИОЛ благодаря технологии SS-OКT и сочетанию топографии и томографии с высоким разрешением.

    Эффективный расчет ИОЛ требует точной биометрии, причем двумя основными компонентами расчета являются осевая длина (axial length, AL) и кератометрия (K). Повысить точность прогнозирования рефракции можно путем учета дополнительных переменных, таких как глубина передней камеры (anterior chamber depth, ACD), толщина хрусталика (lens thickness, LT) и индексы роговицы.

    ANTERION рассчитывает глубину передней камеры в двух вариантах – с учетом центральной толщины роговицы (central corneal thickness, CCT) или только глубины слоя водянистой влаги (aqueous depth, AQD). Четкие изображения SS-OКT переднего сегмента способствуют значительному повышению точности расчета. ANTERION генерирует все измерения на основе точной визуализации и отличается тем, что обеспечивает гораздо более полный анализ роговицы, чем другие приборы. Например, измерения кератометрии основаны на данных в 16 640 точках в зоне диаметром 8 мм и детализируют как переднюю, так и заднюю кривизну роговицы (табл. 2).

    Известно, что рефракционные ошибки в расчетах ИОЛ обычно связывают с неточностью предоперационных измерений. J.J. Rozema и соавт. (2014) отметили, что порог осевой длины и глубины передней камеры для изменения мощности ИОЛ на 0,250 дптр составляет 0,074 и 0,6 мм соответственно при применении к формуле Haigis. Приложение Cataract App ANTERION измеряет осевую длину глаза с большим количеством сканов и вычисляет стандартное отклонение, предоставляя клиницистам объективные данные для оценки качества фиксации пациента и общей надежности исследования.

    Измерение осевой длины глаза отображается вместе с высококачественными ОКТ-изображениями сечения глаза. ANTERION предоставляет график A-сканирования, который показывает интенсивность ОКТ-сигнала от роговицы, хрусталика и сетчатки. Пиковое отражение от пигментного эпителия сетчатки пользователь может настроить вручную. Кроме того, программное обеспечение отображает комплексные данные для выбора как стандартной, так и премиум-ИОЛ с дополнительными значениями параметров переднего сегмента глаза. К ним относятся диаметр роговицы, толщина хрусталика, диметр зрачка, центр зрачка (угол Каппа), а также сферические аберрации и аберрации высокого порядка. Любая асимметрия между правым и левым глазом отображается автоматически, что может помочь выявить ошибки и несовпадения (рис. 4).

    Одним из основных преимуществ ANTERION является возможность немедленного расчета ИОЛ с помощью интегрированных калькуляторов. ANTERION содержит различные калькуляторы для сферических и торических ИОЛ с константами ИОЛ, взятыми из ресурсов IOL Con и ULIB. Измеренные биометром параметры загружаются в калькулятор автоматически или могут быть введены вручную с предпочтительными константами хирурга. Важно, что в формулы могут быть внесены другие данные о пациенте, такие как данные о предыдущих рефракционных операциях, предыдущих ИОЛ, афакии или витреоретинальных операциях.

    Традиционно расчет торических ИОЛ основывался на кератометрических измерениях передней поверхности роговицы. Совсем недавно были разработаны алгоритмы, которые учитывают кривизну задней поверхности роговицы, что привело к значительному увеличению точности расчета торических ИОЛ (Koch DD et al, 2013). ANTERION предлагает калькулятор для расчета торических ИОЛ, учитывающий место разреза и хирургически индуцированный астигматизм (surgically induced astigmatism, SIA), а также позволяющий хирургу выбирать астигматизм роговицы, рассчитанный по передней кривизне роговицы либо по общей преломляющей силе роговицы (рис. 5). Предоперационное измерение хрусталика на аппарате ANTERION может помочь в прогнозировании потенциального послеоперационного наклона торических ИОЛ, а это может обеспечить дополнительное улучшение точности расчета (Hirnschall N et al, 2018). С этими измерениями также может использоваться метод трассировки лучей. ANTERION предлагает различные подходы к расчету силы ИОЛ и предоставляет интерфейс, который может адаптироваться к новым инженерным разработкам по мере их появления. Например, в разделе расчета оптической силы ИОЛ ANTERION предоставляет интерфейс для приложения трассировки лучей OKULIX. В расчете OKULIX используются измерения как передней, так и задней поверхностей роговицы, учитывается глубина передней камеры и толщина хрусталика. Недавние исследования показали, что приложение OKULIX, заполненное биометрическими данными ANTERION, способно обеспечить хирургические результаты на очень высоком уровне (Gjerdrum B et al, 2021).

    Изображения SS-OКT высокого разрешения, создаваемые ANTERION, не только обеспечивают основу для точных биометрических измерений, но и помогают при визуализации переднего сегмента глаза (включая хрусталик). Изображения могут быть использованы для оценки послеоперационного расположения ИОЛ, включая факичные заднекамерные линзы. Кроме того, визуализация и документирование катаракты с помощью SS-OКT считаются полезными для пациентов с симптомами дымки, бликов или ореолов. Для хирургов, проводящих операции по удалению кортикальной незрелой катаракты, эта дополнительная информация может стать особенно актуальной (Sousa Asam J et al, 2019).

    Приложения ANTERION предоставляют врачам и хирургам точные данные для оценки индивидуальной геометрии глаз и для сложных расчетов ИОЛ. Далее описаны многочисленные исследования, которые подтверждают точность ANTERION и его соответствие другим коммерческим устройствам.

    Результаты

    Важной характеристикой устройств для биометрии глаз является повторяемость измерений. В различных исследованиях сообщалось о повторяемости измерений ANTERION как в здоровых глазах, так и в глазах, перенесших операцию по удалению катаракты.

    Несколько авторов оценивали измерения ANTERION для здоровых глаз. R. Montés-Micó и соавт. (2020) исследовали 69 глаз, измерив диаметр роговицы (corneal diameter, CD), расстояние «от угла до угла» (angle-to-angle, ATA), расстояние «от шпоры до шпоры» (spur-to-spur, STS) и свод хрусталика. Выполнялись пять измерений как по горизонтальным, так и по вертикальным меридианам. Для оцениваемых переменных повторяемость была хорошей.

    Значения внутрисубъектного стандартного отклонения (Sw) были низкими и варьировались от 0,01 до Рис. 5. ANTERION, приложение Cataract App: калькулятор для расчета торических ИОЛ OU, учитывающий астигматизм роговицы, местоположение разреза и хирургически индуцированный астигматизм 0,07. Значения коэффициента повторяемости (CoR) показали аналогичную картину с несколько большими значениями для параметров угла передней камеры. Значения коэффициента вариации (CoV) были очень низкими для расстояний CD, ATA и STS (0,16–0,57%). Значения коэффициента внутриклассовой корреляции (ICC) для всех проанализированных параметров были >0,97 (ICC < 0,75 указывает на плохую корреляцию, тогда как ICC > 0,90 указывает на высокую корреляцию между полученными измерениями). Исследование не обнаружило статистически значимой разницы ни для одного из повторных измерений. Для свода хрусталика CoV составлял около 10% по сравнению с CoV около 0,5% CD, ATA или STS, что указывает на то, что эти измерения были более изменчивыми, однако различия не были клинически значимыми и могли объясняться работой аккомодации.

    P. Tañá-Rivero и соавт. (2020) проспективно оценили 74 факичных глаза (74 пациента) и проанализировали кератометрию (K) в группах со средней, крутой и плоской роговицей, астигматизм передней и задней поверхности роговицы и общий астигматизм в зоне 3 мм, среднюю кератометрию и астигматизм в зоне 6 мм, передний и задний эксцентриситет, аберрации высшего порядка и сферические аберрации, а также переднюю и заднюю сферу наилучшего соответствия (best fit sphere, BFS) в зоне 8 мм. Было проведено пять последовательных измерений каждого глаза в течение одного визита. У участников этого исследования исходный средний сферический эквивалент составлял –0,43±1,43 дптр (диапазон от +1,50 до –4,50 дптр). Все значения внутрисубъектного стандартного отклонения Sw были <0,09, варьируясь от 0,035 до 0,0878. Значения коэффициента вариации CoV также были низкими и схожими для большинства параметров (от 0,08% до 0,21%), за исключением переднего, заднего и общего астигматизма (от 2,25% до 8,46%). Исследователи пришли к выводу, что измерения роговицы с помощью ANTERION обладают высокой повторяемостью и в ряде случаев превосходят другие устройства.

    R. Ruiz-Mesa и соавт. (2020) провели проспективную оценку 74 здоровых глаз, проанализировав толщину роговицы (в центре и в зонах диаметром 2, 4 и 6 мм), толщину слоя водянистой влаги (AQD), толщину хрусталика (LT), объем передней камеры (ACV), осевую длину глаза (AL), диаметр и положение зрачка в пяти последовательных измерениях, выполненных во время одного визита. Они не выявили статистически значимых различий между повторными измерениями (P > 0,05). Средняя разница для толщины роговицы составила от –0,08 до 0,28 мкм. Для толщины слоя водянистой влаги и толщины хрусталика разница составила 0,004 и –0,004 мм соответственно. Средняя разница для объема передней камеры составила –0,03 мм3, а средняя разница для осевой длины глаза составила 0,001 мм. Средние различия для диаметра и положения зрачка находились в диапазоне от –0,008 до 0,009 мм. В целом, большинство измерений имели внутрисубъектное стандартное отклонение Sw < 1, коэффициент повторяемости CoR < 2 и коэффициент внутриклассовой корреляции ICC > 0,92, что также указывает на хорошую повторяемость различных биометрических измерений глаза.

    На сегодняшний день проведено несколько исследований, сравнивающих ANTERION с другими биометрами. D. Schiano-Lomoriello и соавт. (2021) сравнили повторяемость приложения ANTERION Cataract App с устройством для топографии роговицы Placido-disk (MS-39), использовав аппарат IOLMaster 500 в качестве контроля и обследовав 96 здоровых глаз (96 пациентов). Анализируемые параметры включали среднее значение кератометрии SimK, кератометрический астигматизм, среднее значение задней кератометрии, общую оптическую силу роговицы (total corneal power, TCP), общий астигматизм, центральную толщину роговицы (central corneal thickness, CCT), диаметр роговицы, толщину слоя водянистой влаги, толщину хрусталика и осевую длину глаза. Были получены три измерения для ANTERION и MS-39 и одно измерение для IOLMaster 500.

    В этом анализе коэффициент внутриклассовой корреляции ICC был > 0,98 для всех переменных, кроме астигматизма (0,963), и все измерения (исключая астигматизм) показали коэффициент вариации CoV < 1%. Повторяемость значительно улучшилась, когда рассматривались только глаза с астигматизмом >1,0 дптр. Это ключевой момент, поскольку кератометрические измерения астигматизма используются для расчета торических ИОЛ, которые обычно не имплантируются пациентам со слабым астигматизмом. Важно отметить, что единственное существенное различие между измерениями с помощью ANTERION и IOLMaster 500 наблюдалось только для диаметра роговицы.

    Эти результаты дополняют выводы о том, что ANTERION имеет высокую повторяемость. Кроме того, авторы одними из первых предположили, что устройства могут быть взаимозаменяемыми. N. Shetty и соавт. (2020) сравнили повторяемость измерений аппаратов ANTERION, Lenstar LS 900 и IOLMaster 700, с целью определить их влияние на прогноз расчета силы ИОЛ. Они исследовали 127 глаз (76 пациентов) с установленным диагнозом катаракты. Повторяемость всех измерений для данного устройства была превосходной (ICC > 0,9, низкий CoV и Sw).

    Согласованность параметров между биометрами была очень хорошей (в диапазоне от 0,93 до 0,99).

    Прогнозируемая сила ИОЛ статистически различалась между устройствами (P < 0,05), но разница между тремя биометрами была клинически незначимой (ICC > 0,99 для повторного расчета силы ИОЛ).

    Наибольшее согласие между биометрами было получено для осевой длины глаза и наименьшее для диаметра роговицы. N. Shetty и соавт. обнаружили, что все сканирования имели хорошее проникновение через хрусталик – даже в случаях зрелой катаракты. Авторы пришли к выводу, что результаты хирургии катаракты с использованием ANTERION будут сопоставимы с результатами других популярных биометров, даже несмотря на то, что другие устройства используют другие длины волн для измерения осевой длины глаза, другие конструкции для кератометрии и имеют другое аксиальное разрешение. A.D. Fișuș и соавт. (2020) исследовали 389 глаз с катарактой (209 субъектов), которым были выполнены измерения на аппаратах ANTERION и IOLMaster 700 в один и тот же день (кератометрия, центральная толщина роговицы, глубина передней камеры, толщина хрусталика и осевая длина глаза). В целом исследование показало хорошее соответствие с небольшой разницей для измерений глубины передней камеры и толщины хрусталика. Эти исследователи посчитали, что данные устройства не являются взаимозаменяемыми, даже несмотря на то, что ключевые различия между параметрами были небольшими. Средняя абсолютная разница между данными кератометрии для двух устройств составила 0,04±0,05 мм (7,80±0,26 мм для IOLMaster 700 и 7,82±0,26 мм для ANTERION; P < 0,0001) для кератометрии по крутому меридиану и 0,04±0,04 мм (7,63±0,26 мм и 7,65±0,25 мм; P < 0,0001) для кератометрии по плоскому меридиану. Для глубины передней камеры и толщины хрусталика средняя абсолютная разница составила 0,07±0,04 мм и 0,07±0,04 мм соответственно. Средняя абсолютная разница для осевой длины глаза составила 0,02±0,03 мм (23,55±1,18 мм для IOLMaster 700 и 23,54±1,18 мм для ANTERION; P < 0,0001). Средняя разница в осевой длине глаза, обнаруженная в исследовании Fisus AD, составила 0,01 мм, что коррелирует с ошибкой рефракции около 0,03 дптр и не считается клинически значимым.

    В совокупности все эти исследования подтверждают, что ANTERION демонстрирует высокую повторяемость измерений и хорошее соответствие с измерениями, полученными с помощью других известных устройств.

    Заключение

    Технология SS-OКT в сочетании с источником света с большей длиной волны создала надежную основу для визуализации переднего сегмента глаза с высоким разрешением для биометрии и других измерений параметров переднего сегмента глаза. Возможно, что эта комбинация заменит предыдущие технологии. Дальнейшее усовершенствование и развитие технологии приведет к еще большему повышению точности расчета ИОЛ и появлению новых областей применения, которые улучшат диагностику различных заболеваний глаз.

    Устройство SS-OКT ANTERION поможет оптимизировать катарактальную и рефракционную хирургию, а также поможет в лечении глаукомы и заболеваний роговицы. Эта новейшая технология позволяет получить изображения с высоким разрешением, точные биометрические измерения и всесторонние данные о роговице, которые можно использовать для планирования рефракционной хирургии катаракты и расчета оптической силы ИОЛ.

    Кроме того, ANTERION может оказаться особенно полезным при расчете торических и мультифокальных ИОЛ, а также при расчете ИОЛ для глаз с лазерной коррекцией зрения в анамнезе. ANTERION представляет собой комплексное решение, которое может существенно улучшить рабочий процесс в загруженных клиниках, сократив потребность в нескольких аппаратах для разных исследований.

    Обследование и расчеты выполняются с высокой скоростью на небольшой площади, что способствует повышению эффективности и логистики.

    Материалы в рубрику «Практикующему врачу» подготовила к.м.н., офтальмолог-хирург Т.Н. Михайлова

    Schröpfer J, Cornwell R, Gunkel S, Polzer M, Thomson S. Intraocular lens calculations. Springer; 2024. P. 339–349