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角膜生物力学提升早期圆锥角膜诊断的准确性

发布时间:2020-08-14 浏览次数:80次 放大 缩小 关闭

屈光手术安全一直是屈光医生最为关注的问题,早期圆锥角膜的筛排非常重要。随着高考结束和暑假的到来,屈光中心绝大部分患者都是18~23岁的年轻患者,这时早期圆锥角膜的精准诊断对保障手术安全尤为关键。本文主要介绍了基于人工智能算法得到的联合角膜断层地形图和生物力学的指数TBI,在圆锥角膜筛查方面的作用及价值。

文献出处:

The Role of Corneal Biomechanics for the Evaluation of Ectasia Patients.

Riccardo Vinciguerra, Paolo Vinciguerra and Renato Ambrósio, Jr. et al. 

Int J Environ Res Public Health. 2020 Mar; 17(6): 2113.

01引言

角膜生物力学特性的研究被证明是角膜屈光手术前筛查过程非常重要的部分,目的是为了确定角膜屈光手术后发生医源性扩张的高危患者。研究表明断层地形图检测亚临床(或顿挫)圆锥角膜已经具有很高的敏感性。但是目前的概念是,圆锥角膜的病理生理学与早期生物力学异常有关,而结构和形态不稳定是继发性事件。因此,即使在角膜形态分析方面有了很多进展,生物力学评估仍是必不可少的,以提高诊断圆锥角膜的敏感性。

本文的目的是提供一个前瞻性的文献综述,角膜生物力学对圆锥角膜患者的筛选、分级、预后和治疗规划的作用。

02方法

在本研究中,我们将TBI原始研究的人群数据库与随后的验证性研究的人群数据库相结合,比较断层地形图参数、生物力学参数及综合两种方法在鉴别圆锥角膜的能力。共纳入736只正常眼(1组)、321只圆锥角膜眼(2组)、113只来自非对称扩张患者的未手术已发生扩张眼(3组)和125只来自非对称扩张患者的对侧正常地形图眼(4组)。

断层地形图参数包括IS Value(IS Abs)、BAD-D,Pentacam随机森林指数(PRFI)和TKC指数,生物力学参数包括SP-A1、反向凹面半径、DA比和CBI,同时评估了联合断层地形图和角膜生物力学参数TBI。对正常病例与所有圆锥病例、正常与临床圆锥角膜、正常与亚临床病例的区分能力进行分析。绘制ROC曲线以确定每个参数的鉴别能力,并获得以最大精确度分类的临界值。除ROC曲线下面积(AUROC)外,还绘制了分离曲线,该曲线以临界值的函数表示精度。

03结果

比较所有组,TBI检测圆锥角膜(2、3、4组)的AUC为0.992,高于PRFI(0.982)、BAD-D(0.959)、CBI(0.91)、IS Abs(0.91)、TKC(0.858)、SP-A1(0.857)、DA比(0.84)和反向凹面半径(0.83),均有统计学意义。分离曲线下的AUSEP-Area在各指标中分布更广泛,TBI达到137,IS Abs值为45。

TBI在第2、3组中检测临床圆锥患者具有几乎100%的敏感性,再次高于所有其他参数,包括PRFI(0.996,116)、BAD-D(0.995,70)、CBI(0.949,102)、TKC(0.952、47)和IS Abs(0.977,57)。


VAE-NT组(4组)TBI的AUC为0.966,高于PRFI(0.934)、BAD-D(0.834)、CBI(0.774)、IS Abs(0.677)、TKC(0.531)、SP-A1(0.712)、DA比(0.722)和反向凹面半径(0.670)。在这里我们还可以观察到AUSEP值的高扩散,TBI评分几乎是PRFI的2倍(113 VS 66)。


因此在每次分析中TBI的AUC(DeLong,P<0.001)比其他所有测试参数都要高。

04结论

在所有组测试中,与PRFI、BAD-D、CBI、IS Abs、TKC、SP-A1、DA比、反向凹面半径相比,TBI在诊断圆锥角膜方面具有更好的表现,在第2、3组中,TBI检测临床圆锥角膜的敏感性几乎达到100%,这一发现与我们的预期一致,因为这些患者已经出现临床扩张,生物力学异常也是可预期的。有趣的是,当评估VAE-NT组时,我们发现TBI的曲线下面积(AUC)在统计学上也高于其他所有参数,这一发现表明TBI增强了早期圆锥角膜的检测能力,甚至在尚未发生临床扩张的眼睛中也是如此。

此外,生物力学数据不仅对正确诊断有意义,而且对角膜屈光术后合适的随访也有意义。也可以使用预后信息,这对于扩张病例的临床决策可能至关重要。

综上所述,角膜生物力学可能与圆锥角膜诊断、判断预后、疾病分级以及定制治疗计划有关。


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