Сравнительная характеристика современных оптических биометров с подвижным источником излучения: IOLMaster 700 и Anterion

    

    За последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в разработке новых моделей интраокулярных линз (ИОЛ) для хирургии катаракты, включая мультифокальные линзы, линзы с увеличенной глубиной фокуса, где различные концепции сочетаются между собой для поддержания неизменно хорошего качества изображения на всех трех расстояниях.

    Новые разработки в основном стали возможны благодаря значительному улучшению качества, частоты и надежности биометрических измерений, выполняемых с помощью современных оптических биометров. Кроме того, концепции расчета силы интраокулярных линз также были значительно модифицированы за тот же период времени.

    Сегодня с помощью современных оптических биометров, основанных в основном на оптической когерентной томографии или частичной когерентной интерферометрии/рефлектометрии, можно измерить все необходимые параметры глаза, включая осевую длину (AL), центральную толщину роговицы (CCT), глубину передней камеры, измеренную от передней вершины роговицы до передней вершины хрусталика (ACD), а также центральную толщину хрусталика (LT). Кривизна роговицы измеряется в основном с передней поверхности (плоский радиус R1a по оси Aa и крутой радиус R2a), но с помощью некоторых современных биометрических приборов измеряется задняя поверхность роговицы (плоский радиус R1p по оси Ap и крутой радиус R2p).

    Последнее поколение формул расчета ИОЛ адаптировано к этим новым функциям биометров и учитывает – помимо осевой длины и мощности роговицы – дополнительные показатели для более надежного прогнозирования полученного результата.

    Таким образом, за последнее десятилетие стало возможным значительно снизить ошибку прогнозирования формулы (pred- Error), определяемую как отклонение достигнутого сферического эквивалента результата рефракции (SEQ) от прогнозируемой по формуле рефракции (predSEQ) в хорошо отобранной исследуемой популяции, причем до 50% или 85% результатов достигают результатов в пределах ± ¼ дптр или ± ½ дптр.

    Глазная биометрия как фундаментальная основа для расчета диоптрийности ИОЛ является одним из наиболее важных элементов в современной хирургии катаракты. Ранее при использовании ультразвуковых биометров отклонения данных рефракции на 1 или 2 дптр от целевой рефракции были вполне допустимыми. Благодаря современной биометрии и передовым концепциям расчета мощности линзы среднеквадратичные ошибки прогнозирования были снижены до 0,3– 0,4 дптр, а требования пациентов и хирургов значительно возросли.

    IOLMaster 700 (Carl-ZeissMeditec, Йена, Германия), в основе которого лежит технология оптической когерентной томографии (ОКТ), был выпущен на европейский рынок в 2014 г. В дополнение к измерению всех основных параметров глаза в прибор встроен кератометр, который измеряет кривизну передней поверхности роговицы в 18 точках и считывает соответствующие данные для расчета ИОЛ. Кроме того, фиксируется толщина роговицы в центральной области диаметром около 4,5 мм с помощью сканирующей ОКТ, и в сочетании с кератометрическими измерениями определяется кривизна задней поверхности роговицы.

    Биометр Anterion (Heidelberg Engineering, Хайдельберг, Германия) был выпущен в 2018 г. Помимо уже перечисленных ранее параметров глаза прибор осуществляет функции томографа и топографа передней и задней поверхности роговицы, обеспечивая измерения в нескольких тысячах точек. Соответствующие данные о кривизне передней и задней поверхности роговицы, используемые для расчета ИОЛ, извлекаются непосредственно из сканов обеих поверхностей роговицы.

    Целью настоящего исследования стало: 1) отобрать парные выборки биометрических измерений, полученных с помощью IOLMaster и оптического биометра Anterion в популяции больных катарактой; 2) сравнить данные о соответствующих биометрических расстояниях AL, CCT, ACD и LT между приборами; 3) проанализировать кривизну передней и задней поверхности роговицы, извлечь сфероцилиндрический эквивалент роговицы, используя формулу Гуллстранда, и сравнить компоненты вектора в диоптриях; 4) спрогнозировать и оценить результаты расчёта ИОЛ по измерениям, полученным с обоих приборов, с применением современных формул расчета.

    Для этого ретроспективного исследования использовался набор данных, содержащий в общей сложности 981 сопоставленную пару биометрических измерений с помощью IOLMaster 700 (Carl-Zeiss-Meditec) и Anterion (Heidelberg Engineering GmbH), выполненных в одном клиническом центре «Augenklinik Castrop». В исследовании учитывался только один глаз каждого пациента в случае, если были доступны измерения обоих глаз, один глаз выбирался случайным образом. Все измерения проводились у пациентов с диагнозом – катаракта. Были исключены дублирующие измерения, псевдофакичные глаза или глаза с медикаментозным мидриазом (ширина зрачка более 5,2 мм), пациенты после рефракционной операции или имеющие эктатические заболевания роговицы (кератоконус, кератоглобус, краевая пелюцидная дегенерация) или другие патологии роговицы, а также глазные травмы.

    Данные были перенесены в таблицы данных .csv с использованием модуля экспорта данных IOLMaster 700/программного обеспечения Anterion и объединены в соответствии с уникальным идентификационным номером пациента. Таблицы данных были сведены к соответствующим параметрам, необходимым для анализа данных, состоящим из: кривизны передней поверхности роговицы в плоском (R1a) меридиане с осью Aa и крутым (R2a) меридианом (оба в мм), кривизны задней поверхности роговицы в плоском (R1p) меридиане с осью Ap и крутым (R2p) меридианом (оба в мм), AL, CCT, ACD и LT. Данные были перенесены в Matlab (Matlab версии 2019b, MathWorks, Натик, США) для дальнейшей обработки. Неполные данные были удалены из набора данных.

    Пользовательское программное обеспечение для обработки и анализа данных было написано в Matlab. Для обоих биометров мы выполнили следующие расчеты: средняя кривизна передней и задней поверхности роговицы была рассчитана при R12a = 0,5 (R1a + R2a) и R12p = 0,5 (R1p + R2p).

    Средняя величина кератометрии была получена на основе кривизны передней поверхности роговицы K12 = 0,5 (337,5/R1a + 337,5/R2a). Данный показатель выражали в 3 векторных компонентах, включая эквивалентную мощность (VEQ) и астигматический вектор, рассмотренный в меридиане 0/90° (V0) и наклонном меридиане 45°/135° (V45) для передней поверхности: где nC= 1,376 и nA = 1,336 обозначают показатель преломления роговицы и водянистую влагу.

    Биометрические показатели обоих оптических биометров были использованы для расчета ИОЛ при эмметропии. AL была скорректирована (только для расчета диоптрийности ИОЛ) с использованием формулы регрессии Кука при коррекции для длинных и коротких глаз. Кривизна передней и задней поверхностей роговицы и ССТ были измерены с помощью биометров. Эффективное положение ИОЛ (осевое положение ИОЛ в псевдофакичном глазу относительно передней вершины роговицы) было предсказано методом линейной регрессии с использованием AL, ACD и LT и констант формулы.

    После проверки качества данных и отсеивания неполных данных в исследование было включено в общей сложности N= 854 измерения 403 левых и 451 правого глаза.

    В популяции пациентов с катарактой измерения проводились с помощью обоих биометров в один и тот же день. Результаты измерений были извлечены с помощью функции загрузки соответствующего программного обеспечения и объединены. В качестве наиболее важных данных для расчета мощности линзы были сопоставлены AL, CCT, ACD и LT, а также кривизна передней и задней поверхностей роговицы. Поскольку расположение плоских и крутых меридианов передней и задней поверхностей роговицы не обязательно совпадает, радиусы кривизны нельзя сравнивать напрямую. Вместо этого был проведен векторный анализ и разложена мощность передней и задней поверхности роговицы на 3D-векторы мощности, включая эквивалентную мощность и проекции астигматизма на меридианы 0° / 90° и 45° / 135°.

    Было зафиксировано, что в среднем показатели AL и LT сопоставимы по обоим приборам, но показатели CCT и ACD напротив имеют систематические различия. Интересно, что экстремальные значения или выбросы в основном находятся в отрицательном диапазоне, что может быть результатом неточностей в процессе определения кривизны передней и/или задней поверхности роговицы.

    CCT в целом демонстрирует более низкие значения по данным Anterion, по сравнению с IOLMaster700, а разница между обоими приборами увеличивается для более толстых роговиц. Исходя из среднего радиуса кривизны мы можем видеть, что между обоими приборами нет систематической разницы в показаниях кривизны передней поверхности роговицы, но согласно данным прибора Anterion кривизна задней поверхности роговицы систематически ниже. Это могло быть вызвано различиями в реализации обратной трассировки лучей для компенсации искажений изображения при получении геометрического профиля задней поверхности роговицы по ОКТ-изображениям.

    Среднее значение разницы для компонента, эквивалентного передней поверхности вектора мощности VEQa, довольно близко к 0, тогда как соответствующее значение кривизны задней поверхности VEQp систематически отрицательно. Как следствие, соответствующая разница для общей кривизны, полученная по формуле Гуллстранда (VTPEQ), также приводит к систематически отрицательным значениям.

    Анализируя астигматические компоненты 3D-вектора для передней и задней поверхности роговицы и сравнивая результаты обоих тестируемых устройств, мы можем видеть на графике с двойным углом наклона на рисунке, что имеются лишь очень незначительные смещения центроидов от центра. Это означает, что между Anterion и IOLMaster700 нет систематической разницы в отношении астигматизма передней или задней поверхности роговицы.

    На заключительном этапе на основе биометрических измерений, полученных с помощью устройств Anterion и IOLMaster700, была рассчитана целевая сила ИОЛ. Использовали формулу расчета с тремя преломляющими поверхностями (передняя и задняя поверхности роговицы и ИОЛ в виде тонкой линзы) и схему прогнозирования осевого положения ИОЛ в соответствии с формулой Кастропа. Учитывались данные AL, CCT, ACD и LT вместе с передней и задней кривизной роговицы – R12a и R12p.

    Полученные данные составили 20,0095±4,6577 дптр (медиана 20,7885 дптр, 95% доверительный интервал от 9,3964 до 27,2703 дптр) для биометра Anterion и 19,2180±4,5971 дптр (медиана 19,9414 дптр, 95% доверительный интервал от 8,7290 до 26,6026 дптр) для IOLMaster700. Разница в целевой силе ИОЛ при сравнении Anterion – IOLMaster700 составила 0,7915 ±0,4281 дптр (медиана 0,7885 дптр, 95% доверительный интервал от 0,0184 до 1,6576 дптр).

    В качестве примера был проведен расчет силы ИОЛ, с помощью формулы, которая рассматривает роговицу как линзу с кривизной ее передней и задней поверхностей и CCT. Для лучшего сравнения были применены идентичные константы формулы (полученные из https:// IOLCon.org для линзы ZCB00 Tecnis (Johnson & Johnson Vision) и рассчитана ИОЛ на эмметропию.

    Полученная в итоге сила ИОЛ, рассчитанная при использовании биометрических показателей Anterion, систематически выше по сравнению с результатом, основанном на показателях IOLMaster700. Этот результат неудивителен, поскольку Anterion демонстрирует более низкие значения кривизны задней поверхности, что приводит к снижению показателей общей кривизны роговицы. Кроме того, среднее значение ACD, измеренное с помощью Anterion, примерно на 0,1 мм больше, что дополнительно приводит к большим значениям рассчитанной ИОЛ.

    В целом это означает, что два биометра не могут использоваться взаимозаменяемо, и из-за разницы в измеряемой общей кривизне роговицы, основанной на более крутых показателях задней поверхности и большем ACD. Это должно приниматься в расчёт, по крайней мере, для формул, которые учитывают факичную ACD и /или кривизну задней поверхности роговицы. Требуется корректировка константы формулы для биометра Anterior, чтобы избежать систематических ошибок рефракции после операции по удалению катаракты.

    Оптические биометры сегодня дают надежные данные о биометрических показателях, используемых для расчета мощности интраокулярных линз. Биометрические показатели, используемые в стандартных формулах (AL, кривизна / мощность передней поверхности роговицы), согласуются между приборами. Однако современные формулы, включающие ACD, CCT или кривизну задней поверхности роговицы, могут привести к различиям в расчетах ИОЛ, в связи с этим требуется оптимизация подобных формул для адаптации к типу биометра.

    

    Langenbucher A, Szentmary N, Cayless A, et al. Comparison of 2 modern swept-source optical biometers-IOLMaster 700 and Anterion. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2023. 261; 999–1010.