Srovnání optické a ultrazvukové biometrie a zhodnocení užívání obou metod v praxi

Overview

Cíl práce:
Autoři se v prospektivní studii věnují srovnání přesnosti optické a ultrazvukové biometrie na podkladě výsledků pooperační nejlepší korigované zrakové ostrosti (NKZO) a posuzují míru využití obou měřících metod v současné praxi.

Soubor a metodika:
Soubor obsahuje celkem 335 očí, které byly pro kataraktu odoperovány v Beskydském očním centru v nemocnici ve Frýdku-Místku v období od 7. 2. 2007 do 7. 4. 2010. Všichni pacienti byli před operací vyšetřeni pomocí IOL-Masteru a Ocu-Scanu. Operace byla provedena vždy mikrokoaxiální fakoemulzifikací otvorem 2,2 mm s implantací IOL AcrySof SP, SPN nebo SPN IQ. Tři měsíce po operaci jsme vyšetřili NKZO.

Nejdříve jsme spočítali mediány hodnot předozadní délky oka (AL) změřených oběma metodami, a to u celého souboru a u jednotlivých podsouborů vytvořených podle délky oka. Spočítali jsme rozdíl v mm mezi oběma metodami.

S pomocí výsledku NKZO jsme spočítali optimalizovanou hodnotu dioptrické síly NOČ, která měla být naimplantována do čočkového vaku k zajištění pooperační emetropie. U každého oka jsme stanovili velikost dioptrické odchylky optickým biometrem určené hodnoty dioptrické síly nitrooční čočky (NOČ) pro emetropii od optimalizované hodnoty dioptrické síly NOČ. Stejně jsme postupovali u výsledků nabídnutých ultrazvukovým biometrem. U obou biometrií jsme k výpočtu použili vzorec SRK-T.

Dále jsme spočítali u obou biometrických metod počet odchylek nad 1 D a nad 2 D.

Výsledky:
Medián axiální délky oka z hodnot změřených optickým biometrem (OB) činil 23,08 mm, zatímco medián axiální délky oka změřený ultrazvukovým biometrem (UZB) byl 22,93 mm. Rozdíl těchto hodnot vyšel 0,15 mm (150 mikronů). Stejnou hodnotu nám poskytl rozdíl průměrných hodnot shodných výsledků měření.

Průměrná odchylka dioptrické síly implantované NOČ od zpětně zjištěné optimalizované hodnoty optické mohutnosti IOL vyšla u optické biometrie o 0,40 D nižší a ultrazvukové biometrie o 0,16 D nižší. Tento výsledek ve spojitosti s vyhodnocením průběhu křivek obou metod vytvořených pomocí polynomického grafu je potvrzením, že obě metody vysoce korelují a výběrem metody nebylo negativně ovlivněno určení dioptrické síly implantované NOČ. Při srovnání četnosti odchylek nad 1D a nad 2,0 D u OB a UZB od optimalizované hodnoty dioptrické síly IOL jsme zjistili podstatně větší procento odchylek u UZB – až 25 % z celkového souboru nad 1,0 D.

Závěr:
Výsledky srovnání přesnosti obou metod a komfortu při vyšetření AL zdůvodňují jednoznačnou preferenci biometrie optické před biometrií ultrazvukovou v současné praxi. Při správném měření ultrazvukovou sondou však výsledky měření oběma metodami vysoce korelují, jsou tedy vzájemně zastupitelné. Ultrazvukovou biometrii lze tedy plnohodnotně používat v případech, kdy nelze užít biome­trii optickou.

Klíčová slova:
optická a ultrazvuková biometrie, optimalizovaná hodnota dioptrické síly nitrooční čočky, vzorce, polynomický graf

Úvod

Optimální refrakční výsledek operace úzce souvisí s přesností změření oka, především s přesným změřením jeho předozadní axiální délky a optické mohutnosti rohovky, popřípadě hloubkou přední komory oční a průměrem rohovky.

Axiální délka oka je definovaná jako vzdálenost mezi centrem povrchu rohovky a místem nejostřejšího vidění na sítnici – foveou centralis. K jejímu změření používáme biometrii. Změřená hodnota v mm je potřebná k výpočtu optické mohutnosti NOČ, která má být implantována do oka.

Axiální délka oka se v současné době měří vývojově mladší biometrií optickou (OB) nebo vývojově starší biometrií ultrazvukovou (UZB). Detailní popis a rozbor obou metod je uveden v řadě odborných prací (9, 11, 16, 21, 26). Současná praxe převážně ambulantní operativy katarakty vyžaduje maximální přesnost měření provedeného v poměrně krátkém čase a za relativně komfortních podmínek pro vyšetřovaného. Pokud jde o optickou biometrii, převážná většina očních zařízení nejčastěji využívá princip parciální koherentní interferometrie. V našem centru od r. 2006 používáme tuto optickou metodu pomocí přístroje IOL-master (Carl Zeiss GmbH, Jena). Měření axiální délky oka ultrazvukem se nejčastěji provádí tzv. A-scan biometrií metodou kontaktní. Imerzní metoda A-scan biometrií s užitím předsádky se běžně na většině očních pracovišť neuplatňuje (10). I u nás v případě potřeby užíváme jen metodu kontaktní pomocí přístroje OcuScan (Alcon Laboratories, Inc.). Rozhodli jsme se na vlastním souboru operovaných očí ověřit přesnost měření obou metod, provést jejich srovnání a výsledky porovnat s odpov­í­dajícími literárními údaji.

Soubor a metodika

Soubor obsahuje celkem 335 očí, které byly pro kataraktu odoperovány v Beskydském očním centru (BOC) v nemocnici ve Frýdku-Místku v období od 7. 2. 2007 do 7. 4. 2010. 157 očí bylo pravých, 178 očí levých. Ženských očí bylo celkem 211 (63 %), mužských 124 (37 %). Průměrný věk pacientů souboru byl 72 let, jejich věkové rozmezí v den operace od 43 do 90 let. Všichni pacienti byli operováni v režimu ambulantní operativy katarakty.

Před operací byli pacienti vyšetřeni podle stanoveného postupu poučeným sekundárním lékařem a před odchodem na sál kontrolováni jedním z operatérů. Vyšetření na optickém i ultrazvukovém biometru prováděla jen jedna osoba, a to manuálně velmi zručný a pečlivě zaškolený technik (obr. 1, obr. 2).

Do souboru nebyly zařazeny oči s těžkou amblyopií, s těžšími rohovkovými dystrofiemi, se závažnými sítnicovými nálezy v oblasti makuly, které mohly významně ovlivnit přesnost měření axiální délky oka nebo přesnost vyšetření zrakové ostrosti po operaci, např. nálezy epiretinálních membrán, pokročilá nebo jizevnatá stadia VPMD, pokročilé makulopatie různé etiologie se zjevným edémem apod. Do souboru nebyly rovněž zařazeny oči po operacích zadního segmentu ani po refrakčních rohovkových zákrocích. Vzhledem k cíli práce nemohly být do souboru zařazeny oči, kde z důvodů závažné optické překážky nebylo možno provést optickou biometrii.

Všechny operace provedli celkem tři oční mikrochirurgové přibližně s paritním početním zastoupením a shodným operačním postupem pomocí stejného fakoemulzifikačního přístroje (Infinity System, Alcon Research, Ltd, USA, r. v. 2007) metodou mikrokoaxiální fakoemulzifikace otvorem širokým 2,2 mm umístěným u č. 12 a implantací měkké nitrooční čočky AcrySof SP, SPN nebo SPN IQ stejně širokým otvorem (22).

Ze souboru jsme vyřadili oči s operač­ními komplikacemi, které by mohly zapříčinit nestandardní polohu NOČ v čočkovém vaku při jeho jizvení, především radiální ruptury předního pouzdra nebo implantace distančního kroužku pro povolený závěsný aparát čočky. Byly vyřazeny také oči s komplikacemi, které způsobily nutnost implantace nitrooční čočky (NOČ) mimo vak. Umístění NOČ v sulku nebo v přední komoře oční by významně ovlivnilo výsledky pooperační refrakce oka proti smyslu stanovených cílů studie. Proto byly vyřazeny všechny oči, kde peroperačně došlo k trhlině zadního pouzdra.

Pacient byl 3 měsíce po operaci ambulantně vyšetřen ve stejné  oční ambulanci našeho centra na stejných přístrojích podle předem stanoveného postupu pro operované oko, vzhledem k cíli studie byl důraz kladen na přesné vyšetření nejlépe korigované zrakové ostrosti (NKZO).

Analýzu dat studovaného souboru a jejich statistické a grafické zhodnocení jsme zajistili pomocí programu Microsoft Excel^® 2003. Mimo program Excel jsme použili k statistické analýze posouzení významnosti rozdílu počtu odchylek u srovnání metod měření optické a ultrazvukové biometrie McNemarův test.

Nejdříve jsme spočítali mediány hodnot délky oka (AL) změřených oběma metodami, a to u celého souboru a u jednotlivých podsouborů vytvořených podle délky oka. Spočítali jsme rozdíl v mm mezi oběma metodami. Výsledky jsme zanesli do tabulky.

U každého konkrétního oka jsme potřebnou dokorekci ve sférických dioptriích přepočítali na dokorekci pro implantovanou nitrooční čočku podle kvocientu 1,0 D v brýlích = 1,23 D v NOČ. Tento kvocient jsme získali ze softwaru UZB, který umožňuje určovat dioptrickou sílu NOČ podle požadované pooperační refrakce. Diopt­rickou hodnotu této dokorekce jsme pak připočítali ke skutečné hodnotě dioptrické síly naimplantované NOČ.

Takto získanou výslednou hodnotu v dioptriích lze považovat za optimalizovanou hodnotu dioptrické síly NOČ, která měla být naimplantována do čočkového vaku k zajištění pooperační emetropie. Astigmatismem rohovky jsem se nezabývali, protože jsme vycházeli z před­pokladu, že operační řez šíře 2,2 mm je astigmaticky němý.

U každého konkrétního oka jsme spočítali velikost dioptrické odchylky optickým biometrem určené hodnoty dioptrické síly NOČ pro emetropii od optimalizované hodnoty dioptrické síly NOČ. Stejně jsme postupovali u dioptrických hodnot nabídnutých ultrazvukovým biometrem. U obou biometrií jsme k výpočtu použili vzorec SRK-T. Pro přehlednost jsme matematické výsledky odchylek přetransformovali do polynomického grafu, který se tvoří zprůměrováním výsledných výpočtů.

Dále jsme spočítali u obou biometrických metod absolutní počet odchylek nad 1 D a nad 2 D od optimalizované dioptrické síly NOČ a výsledky jsme začlenili do tabulky.

Výsledky

a) Srovnání mediánů naměřených hodnot metodami OB a UZB

Medián axiální délky oka z hodnot změřených optickou biometrií (OB) činí 23,08 mm, zatímco medián axiální délky oka změřený ultrazvukovou biometrii (UZB) je 22,93 mm. Rozdíl těchto hodnot vyšel 0,15 mm, což je 150 mikrometrů.

Pro srovnání jsme spočítali u celého souboru i průměrnou hodnotu AL OB, ta je 23,15 mm, a průměrnou hodnotu AL UZB, ta činí 23,00 mm. Rozdíl obou hodnot je opět 0,15 mm, tj. 150 mikrometrů.

Rozdíl axiální délky oka změřený OB a UZB byl hodnocen párovým T-testem jako statisticky významný (p = 0,021). Prakticky shodný rozdíl mediánů jako u celého souboru 335 očí vyšel u podsouborů běžné délky oka (22,00–24,49 mm) a velmi krátkých očí (21,99 a méně mm). U podsouborů dlouhých očí (24,50–25,99 mm) a velmi dlouhých očí (26,00 a více mm) je rozdíl mediánů dosti odlišný od hodnoty celého souboru. Jedná se však o soubory velmi malé, takže na rozdíly mediánů naměřených AL je nutno nahlížet se značnou rezervou.

b) Srovnání průměrných odchylek dioptrické síly NOČ změřených OB a UZB se zpětně zjištěnou optimalizovanou hodnotou dioptrické síly NOČ

Průměrná odchylka dioptrické síly implantované NOČ od zpětně zjištěné optimalizované hodnoty optické mohutnosti NOČ je u optické biometrie o 0,40 D nižší a ultrazvukové biometrie o 0,16 D nižší. U všech podsouborů je tato průměrná odchylka vždy nižší u očí měřených UZB než u očí měřených OB. U podsouboru velmi dlouhých očí (26,00 a více mm) je průměrný rozdíl odchylek vyšší než dioptrický interval výroby nitroočních čoček 0,5 D, jedná se však o velmi malý soubor. U podsouboru dlouhých očí (24,5 až 25,99 mm) je tomu tak jen u očí změřených optickou biometrií. Rozdíl odchylek obou metod v celém studovaném souboru byl párovým T-testem vyhodnocen jako statisticky významný (p = 0,032).

Zprůměrování všech odchylek dioptrických hodnot NOČ od optimalizované hodnoty NOČ u obou metod měření AL a jejich vynesení do polynomického grafu (graf 3) nám poskytuje přehlednou informaci o obdobném tvaru a průběhu obou vzniklých křivek. Ty se však liší vzdáleností od osy x. Obě křivky se nacházejí v celém průběhu nad osou x, tedy v hodnotách nižších než je optimalizovaná hodnota dioptrické síly NOČ. Nejblíže k této ose mají obě křivky u očí s běžnou délkou oka (interval 22,0 mm až 25,0 mm) a u délek očí mimo tento interval se křivky od osy x vzdalují. Křivky se k sobě přibližují nejvíce u krátkých délek očí.

c) Srovnání četnosti odchylek nad 1,0 D a nad 2,0 D, pořízených oběma metodami měření AL od optimalizované dioptrické síly NOČ

Z tabulky 3 a grafu 4 je zřejmé, že podstatně více odchylek zaznamenáváme u hodnot SRK-T, získaných z měření AL ultrazvukovou biometrií než biometrií optickou (19). Ze sledovaného souboru odchylek nad 1,0 D je počet odchylek u výsledků SRK-T až lehce nad 25 % celkového počtu očí v souboru! Počty odchylek jsme podrobili speciálnímu McNemarově statistickému testu, jehož výsledek (0,001) znamená, že počet odchylek mezi oběma metodami měření AL je statisticky významně vychýlen k většímu počtu odchylek výsledků pořízených pomocí ultrazvukové biometrie.

Diskuse

Ve studii jsme zpočátku srovnávali axiální délku očí měřených optickou a kontaktní ultrazvukovou biometrií. Zjištěný rozdíl byl statisticky vyhodnocen jako významný. Oba způsoby měření AL spolu vysoce korelují. Medián axiální délky očí měřený optickou biometrií byl u všech sledovaných délkových intervalů očí větší než medián AL měřený ultrazvukovou biometrií. Celková průměrná odchylka obou mediánů v našem souboru činí 150 mikronů. Tato odchylka má charakter systematického rozdílu a souvisí s různými místy odrazu optického a ultrazvukového signálu na sítnici – viz obr. 3 (5, 9, 26).

Ve studiích většiny autorů, kteří se touto problematikou rovněž zabývali (7, 8, 9, 24, 26), se pohybuje průměrná hodnota tohoto systematického rozdílu kolem 100 až 150 mikrometrů. Toto číslo se mírně liší u různě velkých souborů (4, 8, 9). V našem souboru jsme zaznamenali výrazně odlišné průměrné výšky rozdílů u dlouhých a velmi dlouhých očí. Nález souvisí nejpravděpodobněji se statistickou chybou velmi malého počtu očí v našich podsouborech a se subjektivními chybami při měření AL ultrazvukem než s tloušťkou sítnice. Náš výsledek 150 mikrometrů potvrzuje především obdobnou přesnost našeho měření oběma přístroji jako na jiných očních pracovištích, která se uvedenou problematikou taktéž zabývají (1, 2, 7, 8, 12, 13 , 14, 15, 23, 26).

Přesnost měření obou biometrických metod jsme dále posuzovali srovnáním hodnot dioptrické síly čočky, které jsme obdrželi vložením výsledků měření AL do vzorce SRK-T. Výsledky jsou zaznamenány v tab. 2 a polynomickém grafu 3. Srovnání bylo provedeno mezi oběma metodami měření vzájemně a taky vůči optimalizované hodnotě subjektivní refrakce očí. Z výsledků je patrno, že průměrný rozdíl mezi optimalizovanou subjektivní refrakcí a refrakcí očekávanou je u obou metod měření menší než 0,5 D. Tato hodnota je běžným nejmenším intervalem výroby nitroočních čoček. Při porovnání výsledků vzorce SRK-T obou metod vzájemně je průměrná dioptrická hodnota odchylky 0,24 D. Tento výsledek ve spojitosti s vyhodno­ce­ním průběhu křivek obou metod vytvořených pomocí polynomického grafu je potvrzením, že obě metody vysoce korelují a výběrem metody nebylo negativně ovlivněno určení dioptrické síly implantované NOČ (4, 6, 8, 9, 10, 19, 24, 25).

Zajímavé je rovněž srovnání četnosti tzv. velkých odchylek (nad 1,0 D a nad 2,0 D), zaznamenaných u obou metod. Z výsledků je patrno, že statisticky významně vyšší počet velkých odchylek vykazuje měření AL ultrazvukem. Tato analýza je velmi pravděpodobně jistým vyjádřením kvantity počtu subjektivních chyb, ke kterým dochází především při vyšetření UZB biometrií. Přestože v našem centru vyšetření provádí pečlivě zaškolený a velmi zručný technik, zaznamenali jsme v souboru 25 % měření UZB biometrií, kde odchylka od optimalizované hodnoty dioptrické síly NOČ byla vyšší než 1,0 D. Subjektivní faktory, které ovlivňují přesnost měření ultrazvukovou sondou, jsou kvalitativně (výška odchylky), ale i kvantitativně (25 % měření) významnou nevýhodou UZB metody ve srovnání s metodou optickou. Obdobné závěry jsme zachytili v pracích řady jiných autorů (4, 7, 8, 9, 16, 17, 18, 19, 24, 25, 27).

Na základě vlastních sedmiletých zkušeností s používáním optické biometrie, v našem případě na přístroji IOL-Master, si dovolujeme konstatovat, že je pro nás v BOC prakticky od zavedení první metodou volby. Vyšetření na IOL-Masteru je výrazně rychlejší a pro pacienta i vyšetřo­vaného mnohem komfortnější (3). K vyšetření délky oka ultrazvukem saháme dnes jen v případě, kdy metodu optické biometrie nelze z výše uvedených důvodů použít, výjimečně k přeměření oka u „podezřelých“ hodnot měření OB. Obdobný postup se v posledních letech fakticky uplatňuje na všech pracovištích, která mají k dispozici obě technologie měření (16, 17, 18, 22, 27).

Závěr

Operativa katarakty klade vysoké nároky na přesnost, rychlost a komfort předoperačního vyšetření. Proto je v posledních letech zlatým standardem očních operujících zařízení optická biometrie Je to metoda bezkontaktní, pro pacienta příjemnější. Zaučení vyšetřujícího je podstatně kratší než v případě ultrazvukové techniky. Podstatnou výhodou optické metody je fakt, že axiální délku oka měří přesně dle osy vidění. Díky principu optické technologie odpadají nepříznivé subjektivní faktory měření, které lze pozorovat u biometrie ultrazvukové a které mohou významně negativně ovlivnit výsledek měření. Jejich eliminace je závislá na šikovnosti a zkušenosti vyšetřující osoby.

Při správném měření ultrazvukovou sondou výsledky obou metod vysoce korelují, jsou tedy vzájemně zastupitelné. Optickou biometrii ve výše vyjmenovaných případech nelze použít, proto je v operujících střediscích nezbytné mít stále k dispozici i ultrazvukový přístroj. Bohužel, současná poměrně nízká frekvence využívání ultrazvukové metody ve srovnání s dobou, kdy byla jedinou možnou alternativou, zvyšuje pravděpodobnost nepřesného změření AL se všemi negativními refrakčními důsledky z toho vyplývajícími. O to více je dnes potřebné klást důraz na maximální přesnost provádění ultrazvukového měření.

Do redakce doručeno dne 5. 11. 2013

Do tisku přijato dne 20. 3. 2014

MUDr. Radim Čech, Ph.D.

Beskydské oční centrum

Nemocnice ve Frýdku-Místku

El. Krásnohorské 321

738 18 Frýdek-Místek

e-mail: cech@nemfm.cz