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2023年7月 第38卷 第7期11
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基于 OA-2000 测量的硅油取出联合白内障手术患者人工晶状体计算公式预测准确性分析

Prediction accuracy analysis of intraocular lens calculation formulas in patients undergoing silicone oil removal combined with cataract surgery based on OA-2000 measurement

来源期刊： 眼科学报 | 2023年12月 第38卷 第12期： 857-866 发布时间：2023-11-15 收稿时间：2024/3/6 16:34:38 阅读量：4127
作者：
高若兮,
张佳晴,
谈旭华,
罗莉霞,
关键词：
硅油取出白内障人工晶状体屈光力计算眼轴长度屈光预测误差
silicone-oil removal cataract intraocular lens calculation axial length refractive prediction error
DOI：
10.12419/2308240002
收稿时间：
 
修订日期：
 
接收日期：
 
目的：在硅油取出联合白内障手术患者中，使用扫频源光学相干断层扫描生物测量仪OA-2000进行生物测量，比较10种人工晶状体(IOL)屈光力计算公式的准确性。方法：回顾性分析2021年3月—7月于中山大学中山眼科中心接受硅油取出联合白内障手术的患者共62例(62眼)，所有患者均使用扫频源光学相干断层扫描生物测量仪OA-2000进行生物学参数测量。计算并比较新公式[Barrett Universal II (BUII)、Emmetropia Verifying Optical(EVO) 2.0、Hill-Radial Basis Function (Hill-RBF) 3.0、Hoffer QST、Kane、Pearl-DGS]及传统公式(Haigis、Hoffer Q、Holladay 1、SRK/T)的预测准确性，主要评价指标为绝对预测误差中位数(MedAE)及平均绝对预测误差(MAE)。按眼轴长度≤23 mm(组1)，>23 mm且≤26 mm(组2)与>26 mm(组3)进行亚组分析。结果：6个新公式、Haigis、SRK/T公式均出现近视漂移(-0.47 ~-0.27 D，P<0.05)，而HofferQ及Holladay 1公式无系统误差(P>0.05)。Kane公式的MedAE(0.55 D)及MAE(0.81 D)最小，但公式间比较差异无统计学意义(P>0.05)。组1中所有公式均出现近视漂移(-1.46~ -1.25 D，P<0.05)，而其他亚组比较差异无统计学意义(-0.32 ~ 0.41 D，P>0.05)。在组1中，Pearl-DGS公式的MedAE(0.97 D)及MAE(1.26 D)最小，且优于Hill-RBF 3.0(P=0.01)及SRK/T公式(P=0.02)；组2中，Kane公式具有最小的MedAE(0.44 D)及MAE(0.66 D)；组3各个公式屈光预测准确性比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论：在使用OA-2000进行术前生物测量时，Kane公式在接受硅油取出联合白内障手术患者中的预测准确性较高；而眼轴长度≤23 mm时，Pearl-DGS公式可能更为准确。
Objective: To compare the accuracy of 10 intraocular lens (IOL) power calculation formulas in patients undergoing combined silicone oil removal and cataract surgery, biometry is performed using the swept-source optical coherence tomography biometer OA-2000. Methods: A retrospective analysis. A total of 62 patients (62 eyes) who underwent combined silicone oil removal and cataract surgery in Zhongshan Ophthalmic Center, Sun Yat-sen University from March to July in 2021 were enrolled. Preoperative biometry was performed by OA-2000 in all patients. New-generation formulas (Barrett Universal II [BUII], Emmetropia Verifying Optical [EVO] 2.0, Hill-Radial Basis Function [Hill-RBF] 3.0, Hoffer QST, Kane and Pearl-DGS) and traditional formulas (Haigis, Hoffer Q, Holladay 1 and SRK/T) were evaluated. The median absolute prediction error (MedAE) and mean absolute prediction error (MAE) were the main parameters used to assess accuracy. Subgroup analyses were performed based on the axial length of 23 mm and 26 mm. Results: Six new-generation formulas, Haigis, and SRK/T showed myopic shift (-0.47 ~ -0.27 D, P<0.05), while no systematic bias was found in Hoffer Q and Holladay 1 displayed (P>0.05). The smallest MedAE (0.55 D) and MAE (0.81 D) were found in Kane formula, but there was no statistically significant difference compared with other formulas (P>0.05). The myopic shift (-1.46 ~ -1.25 D, P<0.05) in eyes shorter than 23 mm were found in all formulas, while there was no significant systematic bias (-0.32 ~ 0.41 D, P>0.05) in other subgroups. In axial length shorter than 23 mm, the Pearl-DGS formula stated the smallest MedAE (0.97 D) and MAE (1.26 D), and was significantly more accurate than Hill-RBF 3.0 (P=0.01) and SRK/T (P=0.02). In eyes with an axial length between 23 mm and 26 mm, the Kane formula had the lowest MedAE (0.44 D) and MAE (0.66 D). No significant difference was found in eyes longer than 26 mm. Conclusion: The Kane formula showed the highest accuracy in patients undergoing combined silicone oil removal and cataract surgery measured by OA-2000, whereas the Pearl-DGS formula could be more accurate in eyes with an axial length shorter than 23 mm.
经睫状体平坦部玻璃体切割术(pars plana vitrectomy,PPV)是处理复杂玻璃体视网膜病变常用的治疗手段[1]，而白内障是PPV术后最常见的并发症[2]。既往研究显示，在PPV术后2年内，几乎所有患者都会发生白内障[2-4]。在所有玻璃体腔填充物当中，硅油填充患者出现白内障的时间是最早的[5]。为了减少患者的手术次数与相关支出，越来越多的医生选择在硅油取出的同时进行白内障摘除手术[6]。然而，对于玻璃腔硅油填充的白内障患者，如何精准计算人工晶状体(intraocular lens,IOL)屈光力并达到期望的术后屈光状态仍存在较大的困难[7]。
生物测量和IOL屈光力计算公式的选择是影响硅油填充眼屈光预测准确性的主要因素。因为硅油折射率高、患者固视不良等原因，硅油填充眼的眼轴测量挑战性极大[8]。本课题组前期研究发现，IOLMaster700(CarlZeiss公司，德国)测量硅油填充眼时易高估眼轴长度(axial length,AL)，而使用OA-2000(Tomey公司，日本)测量更加准确[9]。在IOL屈光力计算公式选择方面，对于硅油取出联合白内障手术患者这一特殊群体，既往文献仅研究了应用IOLMaster700测量时IOL公式的准确性[6]，而应用眼轴测量更为准确的OA-2000时，IOL计算公式的表现尚缺乏研究。
本研究拟评价基于扫频源光学相干断层扫描生物测量仪OA-2000进行术前生物学参数测量时，10种IOL屈光力计算公式在硅油取出联合白内障手术患者中的预测准确性，并探究各种公式在不同眼轴范围的表现。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本研究为回顾性病例系列研究，所有研究对象均来自2021年3月—7月在中山大学中山眼科中心接受手术的患者。纳入标准：行硅油取出联合白内障手术，植入疏水性丙烯酸酯IOL，使用扫频源光学相干断层扫描生物测量仪OA-2000进行术前生物测量。排除标准包括：角膜病变、青光眼、眼外伤或晶状体脱位者，原发病复发行二次硅油填充者，有巩膜扣带术史者，有角膜屈光手术史者，术前散光>3.00 D者，明显影响验光的后囊膜混浊，随访资料不全。如果患者双眼符合标准，则选择右眼纳入。本研究遵循《赫尔辛基宣言》的要求，研究设计获得中山大学中山眼科中心伦理委员会批准(批件号：2023KYPJ230)。由于仅纳入病历资料，经伦理委员会批准，本研究豁免患者知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 IOL计算公式及预测误差计算
收集患者以下资料：性别、年龄、眼部及全身疾病或手术史、术前基于OA-2000测量的眼部生物学参数(AL、角膜曲率、前房深度、晶状体厚度、中央角膜厚度、角膜直径)、手术过程、术后至少1个月后的主观验光结果。将患者OA-2000测量数据输入相应网页进行公式计算，新公式包括Barrett Universal II 公式(版本1.05，BUII，http://calc.apacrs.org/barrett_universal2105/，评估于2023年5月10日)、Emmetropia Verifying Optical公式(版本2.0，EVO 2.0，https://www.evoiolcalculator.com/calculator.aspx，评估于2023年5月10日)、Hill-Radial Basis Function公式(版本3.0，Hill-RBF 3.0，https://rbfcalculator.com/online/index.html，评估于2023年5月10日)、Hoffer QST公式(https://hofferqst.com/，评估于2023年5月10日)、Kane公式(https://www.iolformula.com，评估于2023年5月10日)及Pearl-DGS公式(https://iolsolver.com/main，评估于2023年5月10日)，传统公式包括Haigis公式、Hotter Q公式、Holladay 1公式及SRK/T公式(http://www.eyecalcs.com/WEBCALCS/IOLcalc2/IOL2.html，评估于2023年5月10日)。所有计算均应用ULIB(User Group for Laser Interference Biometry)常数。将术后等效球镜减去公式预测值得到预测屈光误差，计算平均预测误差(mean prediction error,ME)、平均绝对预测误差(mean absolute prediction error,MAE)、绝对预测误差中位数(median absolute prediction error, MedAE)、各公式预测误差在±0.25、±0.50、±1.00 D范围内的百分比。以MedAE和MAE作为评价公式准确性的主要指标。
1.2.2 分组
将AL以23、26 mm为界分为3组：AL≤23 mm(组1)，AL>23 mm且≤26 mm(组2)，AL>26 mm(组3)。分别计算10个公式在不同亚组中的预测准确性。

1.3 统计学分析

使用SPSS25.0和Excel处理数据。采用Kolmogorov-Smirnov检验评估数据正态性，正态分布者使用(x±s)表示，使用单样本t检验验证ME与0之间差异是否有统计学意义，非正态分布者以M(P25, P75)表示，Friedman检验用于比较各公式的MAE，Bonferroni校正用于事后多重比较，Cochran Q检验用来比较预测误差在±0.25、±0.50和±1.00 D范围内的百分比。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基线资料

本研究纳入患者的基线资料可见表1。共纳入62例患者(62眼)，其中男36例(36眼)。患者平均年龄为(58.53±8.38)岁，AL为24.76(23.28，25.82) mm。

表1 研究对象人口学及临床特征(n=62)

Table 1 Demographic and clinical characteristics of participants (n=62)

2.2 系统误差

在本研究中纳入的所有患者中(表2)，所有新公式及Haigis、SRK/T公式均出现近视漂移(-0.47 ~-0.27 D，P<0.05)，而Hoffer Q、Holladay 1公式系统误差(评价指标为ME)差异无统计学意义(-0.29 ~ -0.24 D，P>0.05)。按照眼轴分组(表3)，组1中所有公式均出现近视漂移(-1.26~-1.25 D，P<0.05)；组2及组3中，系统误差无统计学意义(-0.32 D ~ 0.41 D，P>0.05)。

表2 总体平均预测误差、绝对预测误差及屈光范围分布(n=62)

Table 2 Predictive outcomes of various intraocular lens formulas in total (n=62)

表3 不同AL范围平均预测误差、绝对预测误差及屈光范围分布

Table 3 Predictive outcomes of intraocular lens calculation formulas based on axial length


续表3

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图1为ME与AL的折线图。组2中各公式预测误差基本维持在-1 ~ 0 D之间。在组1中，预测误差随着眼轴的缩短向近视漂移，而在组3中，预测误差随着眼轴的增长向远视漂移。
图1 预测误差与AL关系的折线图
Figure 1 Smoothed line graph showing the prediction error vs axial length
BUII = Barrett Universal II公式；EVO 2.0 = Emmetropia Verifying Optical公式(版本2.0)；Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function公式(版本3.0)。
Notes: BUII = Barrett Universal II formula; EVO 2.0 = Emmetropia Verifying Optical formula version 2.0; Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function formula version 3.0.

2.3 IOL公式屈光预测准确性总体比较

表2展示了各公式总体屈光预测误差分布，图2为IOL计算公式绝对预测误差箱型图，图3为预测误差百分比堆积直方图。Kane公式的MedAE(0.55 D)及MAE(0.81 D)最小，Pearl-DGS公式次之(MedAE：0.57 D；MAE：0.81 D)，但是各公式间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。
图2 人工晶状体计算公式绝对预测误差的箱型图
Figure 2 Box plots showing the absolute prediction error of intraocular lens calculation formulas
橙色方框(Q2-Q1)代表P25至M，蓝色方框(Q3-Q2)代表M至P75。BUII = Barrett Universal II公式；EVO 2.0 = Emmetropia Verifying Optical公式(版本2.0)；Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function公式(版本3.0)。
Notes: Orange boxes represent the second quartile, and blue boxes represent the third quartile. BUII = Barrett Universal II formula; EVO 2.0 = Emmetropia Verifying Optical formula version 2.0; Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function formula version 3.0.
图3 预测误差在±0.25、±0.50、±0.75、±1.00、>1.00 D范围内眼百分比的堆积直方图
Figure 3 Stacked histogram showing percentage of eyes within ±0.25, ±0.50, ±0.75, ±1.00, and >1.00 D range of prediction error
BUII = Barrett Universal II公式；EVO 2.0= Emmetropia Verifying Optical公式(版本2.0)；Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function公式(版本3.0)。
Notes: BUII = Barrett Universal II formula; EVO 2.0 = Emmetropia Verifying Optical formula version 2.0; Hill-RBF 3.0 = Hill-Radial Basis Function formula version 3.0.

2.4 IOL公式屈光预测准确性分组比较

各公式在不同眼轴范围内屈光预测误差分布可见表3。组1中，Pearl-DGS公式的MedAE(0.97 D)及MAE(1.26 D)小于其他公式(MedAE：1.02 ~ 1.25 D；MAE：1.33 ~1.46 D)，且优于Hill-RBF 3.0(P=0.01)及SRK/T公式(P=0.02)。组2中，较优公式与总体相仿：Kane公式的MedAE(0.44 D)及MAE(0.66 D)最小，但和其他公式比较差异无统计学意义(P>0.05)。组3中，BUII公式(0.77 D)及Kane公式(0.78 D)的MAE较小，HofferQ公式的MedAE较小(0.50 D)，不存在两项评价指标均优的公式，公式间比较差异也无统计学意义(P>0.05)。

3 讨论

本研究首次关注了基于OA-2000进行术前生物测量时，10种IOL屈光力计算公式在硅油取出联合白内障手术患者中的屈光预测准确性。笔者发现，除了Hoffer Q及Holladay 1公式外，其余公式均表现出近视漂移，且眼轴越短，近视漂移越显著。Kane公式在硅油取出联合白内障手术患者中较为准确，而Pearl-DGS公式在AL<23 mm的患者中可能表现更好。
OA-2000是一款结合了扫频源光学相干断层扫描和Placido盘角膜地形图的新型生物测量仪，使用1 060 nm波长的激光测量AL、前房深度、中央角膜厚度和晶体厚度，并且能够同时测量角膜曲率、瞳孔直径和角膜直径[10-11]。该仪器在健康人群中具有良好的测量重复性及再现性，与IOLMaster700有较高的一致性[12]。同时，在白内障、玻璃体积血、高度近视等特殊患者中，OA-2000的测量精确度、成功率优于IOLMaster500(CarlZeiss公司，德国)、Aladdin(Topcon公司，日本)、LENSTAR(Haag-Streit公司，瑞士)等仪器[13-16]，但是在硅油取出联合白内障手术患者中尚未有相关研究。
本研究显示，在硅油取出联合白内障手术患者中使用OA-2000进行生物测量及IOL屈光力计算时，Kane公式表现出最高的准确性，体现为最小的MAE(0.81 D)及MedAE值(0.55 D)。既往相关研究多比较传统公式准确性(大多仅评价SRK/T公式)，样本量较小，使用的生物测量仪器亦不同(包括超声、部分相干干涉、电子计算机断层扫描及磁共振成像扫描等)[7, 17-21]。本课题组既往评价了基于IOLMaster700生物测量时，211例硅油取出联合白内障手术患者的公式预测准确性[6]。然而，IOLMaster700在测量硅油填充眼时易高估AL，导致系统误差；故本研究应用了测量硅油填充眼更加准确的OA-2000[9]，发现公式表现与既往基本相当，而总体MAE(0.81~ 0.86 D)及MedAE值(0.55~ 0.67 D)偏大(MAE：0.54 ~ 0.68 D；MedAE：0.32 ~ 0.50 D)，可能与样本量不同及纳入人群异质性相关。根据以上结果，推荐Kane公式作为OA-2000进行生物测量的硅油取出联合白内障手术患者的首选公式。
从本研究亚组结果可见，组2预测误差总体小于组1及组3。与中等眼轴相比，患者眼轴较短时往往需要植入更高屈光力的IOL，且受有效晶状体位置预测误差影响更大；而眼轴较长时有更高的概率合并后巩膜葡萄肿等眼底病变，影响AL测量的准确性[22-24]。上述因素均使较短及较长眼轴眼易出现较大的屈光预测误差。本研究中，组2中最优公式与总体人群一致(Kane公式)；组1中，Pearl-DGS公式的MAE值及MedAE值最小，提示此公式在较短眼轴人群中有一定优势；而在组3中，虽然新公式整体准确性较高，但没有一个公式有明显优势，故较长眼轴人群的公式选择有待进一步研究。
本研究中纳入的所有患者中，所有新公式及Haigis、SRK/T公式均出现了近视漂移。从图1可见，当AL<23 mm时，近视误差随A L的减小明显增大；亚组结果也表明，仅在 AL 不 足23 mm时，近视误差有统计学意义。这部分患者的近视误差导致总体预测误差向近视漂移。本研究中AL<23 mm的11只眼中，有7只眼前房深度不足3 mm，为浅前房眼，较为特殊的解剖结构可能是本亚组出现较大近视误差的原因[25- 26]。本课题组既往评估IOLMaster 700测量的硅油取出联合白内障手术患者公式预测结果时，各公式均出现远视误差。本研究和上述研究系统误差的差异可能是IOLMaster 700易高估AL，导致系统误差向远视漂移所致[9]。因此建议，对于使用OA-2000进行生物测量的硅油取出联合白内障手术患者，若AL较短，尤其是前房深度＜3 mm时，应将目标屈光度适当向远视进行调整。
本研究首次探究了对于硅油取出联合白内障手术患者这一群体，使用OA-2000进行术前生物测量时IOL屈光力计算公式的准确性，有助于临床医生选择更加适合此类特殊患者的IOL计算公式。但是，本研究人群中短眼轴样本较少，同时考虑到近视漂移主要出现在AL<23 mm的患者，本研究选择23 mm为AL界值。此外，本研究为单中心研究，故结论需要在多中心、更大样本量的人群中进行进一步验证。
综上所述，在硅油取出联合白内障手术患者中，使用OA-2000进行生物测量和IOL屈光力计算时，新公式及Haigis、SRK/T公式出现近视漂移。新公式的预测准确性普遍高于传统公式，Kane公式在该特殊人群中准确性较高，而当AL<23 mm时，Pearl-DGS公式可能更为准确。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突。

开放获取声明

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1、国家自然科学基金(82070940，82070941)。
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(82070940, 82070941).()
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一亿年进化出的晶状体有多重要？

How important is the lens evolved in 100 million years?

发布于: 2022-12-01
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