ANALÝZA PŘEDOZADNÍHO POMĚRU OPTICKÉ MOHUTNOSTI ROHOVKY POMOCÍ OCT

Overview

Cíl: Cílem studie bylo analyzovat předozadní poměr optické mohutnosti rohovky (AP poměr), provést komparaci výsledných hodnot s hodnotami teoretických modelů oka a definovat vliv použití individuální hodnoty poměru na aproximaci celkové mohutnosti rohovky.

Materiál a metody: Do souboru bylo zařazeno celkem 406 očí. Každý pacient podstoupil vyšetření na OCT (RTVue XR) s TCP módem, dle kterého byl stanoven AP poměr rohovky, dále byly stanoveny biometrické parametry oka (Lenstar LS900). Vzájemný vztah biometrických parametrů oka a individuální hodnoty AP poměru byl hodnocen pomocí Pearsonova korelačního koeficientu. V analýze byly výsledky AP poměru komparovány s vybranými schématickými modely oka. Za využití Gaussových vztahů byla dosazením hodnoty AP poměru realizována teoretická kalkulace celkové optické mohutnosti rohovky (K_G), která byla komparována s reálně naměřenou celkovou optickou mohutností (TCP).

Výsledky: Průměrná hodnota z individuálně stanovených AP poměrů byla rovna 1,17 ±0,02. Nejčetněji zastoupeným intervalem (33,74 %) byl 1,17–1,18 hodnoty AP poměru, přičemž naprostá většina očí (79,56 %) byla v rozsahu 1,15–1,20. Teoretické hodnoty celkové optické mohutnosti rohovky se statisticky významně lišily (p < 0,05) od TCP (kromě modelu oka dle Liou-Brennana, kdy p = 0,06). Nejnižší průměrná diference hodnot byla nalezena pro schématický model dle Navarra. Závislost hodnot měřeného AP poměru a biometrických parametrů dosáhla střední negativní korelace (r = -0,50 pro p < 0,05) s parametrem zakřivení zadní plochy rohovky (R_p) a dále slabá negativní korelace s průměrem limbu WtW (r = -0,26 pro p < 0,05) a slabá pozitivní s centrální tloušťkou rohovky CCT (r = 0,17 pro p < 0,05).

Závěr: Předpoklad konstantní hodnoty AP poměru dle vybraných schématických modelů oka se statisticky významně liší od reálně naměřených hodnot a byla pro něj definována pouze negativní slabá korelace s velikostí průměru limbu. Použitím výsledné průměrné hodnoty stanoveného AP poměru (1,17 ±0,02) bylo docíleno nižší diference reálné a kalkulované celkové optické mohutnosti rohovky.

Klíčová slova:

optická koherenční tomografie – AP poměr rohovky – radius zadní plochy rohovky – celková mohutnost rohovky

ÚVOD

Optoelektronická keratometrie je nejčastěji používaným nástrojem pro stanovení centrální části optické mohutnosti rohovky. Principem je využití reflexe přední plochy rohovky, čímž definujeme její radius a optickou mohutnost. Celkovou optickou mohutnost rohovky však ovlivňuje její zadní plocha, kterou je možné stanovit použitím metod rohovkové topografie nebo předně-segmentové optické koherenční tomografie (OCT) [1]. Stále převládající využití očních keratometrů nebo biometrů celkovou mohutnost rohovky, tedy zahrnutí vlivu radiu zadní plochy, pouze aproximují podle konvenčně přijímaného konstantního poměru radiu přední a zadní plochy rohovky v centrální části (neboli AP poměr). V moderních kalkulačních vzorcích pro kataraktovou chirurgii je pro zohlednění celkové mohutnosti rohovky (bez topografie) využíváno regresních vzorců nebo Gaussova principu, kde kromě dalších proměnných vystupuje AP poměr jako konstantní hodnota AP = ±1,13 dle Gullstrandova modelu oka [2,3,4]. Alternativní modely oka jako jsou například Le Grand [5], Navarro [6] nebo Liou-Brennan [7] používají odlišné hodnoty poměru [3].

Cílem studie byla retrospektivní analýza 406 očí s fyziologickým nálezem, kteří absolvovali biometrické vyšetření současně topografii na předně-segmentovém OCT, díky kterému bude možné definovat individuální hodnoty AP poměru, průměrnou diferenci s konstantami pro vybrané schématické modely oka včetně stanovení rozdílu aproximované celkové mohutnosti a reálně měřené celkové optické mohutnosti rohovky. Dále bude vyhodnocen vzájemný vztah biometrických parametrů oka a individuální hodnoty AP poměru.

MATERIÁL A METODY

Analyzovaný soubor tvořený z 64,87 % ženami a 35,13 % muži čítal celkem 406 očí. Průměrný věk souboru činil 45 ±7 v rozpětí 15 až 80 let. Všichni pacienti splňovali následující inkluzivní kritéria: ametropie ±4,5 D, oční nález bez patologií a relativních kontraindikací ovlivňujících anatomické poměry oka. Biometrické parametry oka (axiální délka oka – AL; hloubka přední komory – ACD; pachymetrie – CCT; průměru limbu – WtW) a keratometrie (K) dle přední plochy byly stanoveny pomocí optického biometru (Lenstar LS900, Haag-Streit, Švýcarsko). Radius přední (R_a) i zadní (R_p) plochy rohovky a její celková optická mohutnost (TCP) (Obrázek 1) v oblasti měření o průměru 3 mm byly vyhodnoceny pomocí předněsegmentového modulu na OCT Avanti (OptoVue, USA). Pro statistické zpracování (Pearsonův korelační koeficient r, dvouvýběrový T-test pro statistickou významnost p) bylo využito funkcí softwaru STATISTICA 10 (StatSoft) a MS Excel (Office 365).

Dle naměřených hodnot pomocí OCT byl stanoven individuální AP poměr (definován podílem R_a/Rp) každého oka, jeho korelace s biometrickými daty (Pearsonův korelační koeficient), dále diference a statistická významnost rozdílu od teoretických hodnot dle vybraných schematických modelů oka (Gullstrand, Le Grand, Navaro, Liou- -Brennan). Následně byla realizována komparace parametru celkové optické mohutnosti dle OCT (NetPower) a teoreticky kalkulované hodnoty (K_G) pomocí individuálně stanoveného AP poměru za využití níže uvedených Gaussových vztahů [3,8]:

kde Pp [D] je kalkulovaná optická mohutnost zadní plochy rohovky, R_a [mm] je radius přední plochy rohovky, P_a [D] je optická mohutnost přední plochy rohovky, n_c [-] jako index lomu rohovky, n_aq [-] index lomu komorové tekutiny, CCT [m] je centrální pachymetrie, K_G [D] je celková (totální) optická mohutnost rohovky a AP [-] je hodnota předozadního poměru rohovky.

VÝSLEDKY

Po stanovení individuálního AP poměru byly hodnoceny četnosti v rozsahu minimální (1,08) až maximální (1,27) hodnoty rozděleny na intervaly po 0,04. Nejčetněji zastoupeným intervalem (33,74 %) byl 1,17–1,18 hodnoty AP poměru, přičemž naprostá většina očí (79,56 %) byla v rozsahu 1,15–1,20. (Graf 1).

Průměrná hodnota z individuálně stanovených AP poměrů byla rovna 1,17 ±0,02 a nejnižší diference absolutní hodnoty individuálního a teoretického AP poměru, byla nalezena u schématického modelu oka podle Navarra. Všechny uvažované teoretické hodnoty modelů se na 5% hladině statistické významnosti lišily od individuálních AP poměrů. Dále bylo realizováno hodnocení diference teoretické kalkulace celkové optické mohutnosti rohovky (K_G) pomocí Gaussových vztahů (za dosazení konstantních AP poměrů a parametrů odpovídajících schématickým modelům dle literatury [9]) a reálně naměřených hodnot (TCP). Kromě modelu oka dle Liou-Brennana (p = 0,06) se teoretické hodnoty celkové optické mohutnosti rohovky statisticky významně lišily (p < 0,05) od TCP. Medián absolutního rozdílu TCP a K_G byl pro schematické modely oka dle Gullstranda (0,21 D), Le Granda (0,30 D), Navara (0,23 D) a Liou-Brennana (0,20 D) vyšší, než při použití průměrného AP poměru této studie (0,08 D), u které rozdíl nepřesáhl 0,45 D. (Tabulka 1).

Medián a průměrné hodnoty všech sledovaných biometrických parametrů (viz Tabulka 2) dat potvrzuje fyziologické rozsahy hodnoty analyzovaného souboru. Závislost měřeného AP poměru a biometrických parametrů dosáhla statisticky významných hodnot (p < 0,05) pro střední negativní korelaci (r = -0,50) s parametrem Rp, slabou negativní korelaci s WtW (r = -0,26) a slabou pozitivní závislost na CCT (r = 0,17). Pro parametry K, AL a ACD nebyla nalezena žádná souvislost s hodnotou AP poměru. (Tabulka 2).

DISKUZE

Cílem studie bylo vytvoření analýzy individuálních hodnot předozadního poměru optické mohutnosti rohovky za využití OCT snímků a následná komparace s konstantně využívanými hodnotami vybraných schematických modelů oka. Individuální hodnoty měřeného AP poměru se na 5% hladině statistické významnosti lišily od všech teoretických modelů. Model dle Navarra byl díky nejnižšímu mediánu absolutního rozdílu individuální a konstantní hodnoty hodnocen jako nejvhodnější.

Průměrná hodnota individuálních AP poměrů naší studie (1,17 ±0,02) byla komparována s výsledky alternativních studií, které sumarizuje uvedená Tabulka 3. Rozdílnost hodnot by teoreticky měla být závislá na metodice použité přístrojové diagnostiky, tedy na vlastním principu, na neshodné velikost průměru oblasti měření, významnou roli samozřejmě také hraje centrace skenu, kvalita snímků nebo odlišný počet a etnicita sledovaných očí [10]. Ve studii využívající principu kombinace technologie slit-scannig a reflexe Palicido disků v oblasti o průměru 10 mm, bylo analyzováno celkem 2429 očí s průměrnou hodnotou AP = 1,22 ±0,03 [2]. Studie, které používaly přístrojovou diagnostiku na principu Scheimpflugovy kamery, hodnotící výsledky Pentacamu v 4 mm centrální zóně, dospěly prakticky ke shodným hodnotám u 221 respektive 7 893 očí [8,11]. Dle výsledků studie přístrojem Sirius, kombinujícího princip Scheimpflugovy kamery a Placido disku, byl pro 117 očí AP poměr = 1,19 ±0,02 a to nezávisle na velikosti měřené oblasti (komparovány zóny o průměru 3 mm, 5 mm i 7 mm) [12], alternativní práce zvolila hodnocení v 3 mm zóně dospěla k hodnotě AP poměru = 1,20 ±0,03 u 114 sledovaných očí [13]. Diagnostikou 114 očí přístrojem Topcon SL-45 (s Scheimpflugovou kamerou pro měření v centrální zóně 7,5 mm) bylo dosaženo hodnoty AP poměru = 1,19 [14]. Pomocí OCT systému Casia byl u 501 očí stanoven AP poměr = 1,20 ±0,02 [15]. Jediná metodicky přímo komparativní studie (využívající identický OCT systém RTVue) hodnotila pouze 38 očí s rozdílným výsledkem AP poměru = 1,20 ±0,02 [16].

Klinický dopad rozdílů individuálních hodnot byl hodnocen prostřednictvím mediánu absolutní diference měřené (TCP) a teoretické mohutnosti rohovky (K_G). U numericky vyšších hodnot AP poměru, než je průměrná hodnota této studie (tedy i u modelů Le Grand, Navarro, Liou-Brennan) dochází k podhodnocení reálné optické mohutnosti rohovky, což například pro hypotetickou kalkulaci optické mohutnosti nitrooční čočky (IOL) vyústí v překorigování optického systému. Kdežto u numericky nižší hodnoty AP poměru bude optická mohutnost rohovky nadhodnocena, což může vést k výpočtu nižší než adekvátní mohutnosti IOL, jejímž důsledkem bude nežádoucí pooperační hypermetropie. Medián absolutních hodnot rozdílů TCP a K_G pro všechny modely však dosahoval nízkých hodnot v intervalu 0,20–0,30 D. Vliv takového rozdílu na výslednou hypoteticky kalkulovanou IOL (za využití průměrných biometrických parametrů dle Tabulky 2) dle konvenčních regresních vzorců by vyústil ve změnu mohutnosti IOL prakticky adekvátní danému rozdílu. Nicméně vzhledem k tomu, že je naprostá většina IOL vyráběna v intervalech po 0,5 D, nelze tyto průměrné rozdíly považovat za relevantní. Pro výpočet IOL má individuální zohlednění AP poměru přínos zejména při extrémních hodnotách, a to nejen u pacientů po rohovkové refrakční chirurgii. 

Při stanovení závislosti velikosti AP poměru a biometrických parametrů oka byla detekována středně silná negativní korelace s radiem zadní plochy rohovky Rp (r = -0,50 pro p < 0,05), slabá korelace s CCT (r = 0,17 pro p < 0,05) a průměrem rohovky WtW (r = -0,26 pro p < 0,05). Obdobné výsledky korelace byly prezentovány studií Hasegawi, kdy pro Rp byl korelační koeficient r = -0,47 (p < 0,0001), pro parametr CCT r = 0,22 (p < 0,0001), pro průměr rohovky r = -0,12 (p = 0,0094) a pro další parametry vztah bezvýznamný [15]. Vzhledem k slabým hodnotám korelačních koeficientů (kromě logického předpokladu závislosti na radiu zadní plochy) nelze považovat zohlednění biometrických parametrů oka vůči AP poměru za přínosné.

ZÁVĚR

Stanovením individuálního AP poměru rohovky u souboru 406 očí bylo prokázáno, že předpoklad konstantní hodnoty AP poměru dle uvedených teoretických modelů oka (Le Grand, Navarro, Liou-Brennan, Gullstrand) se statisticky významně liší od reálně naměřených individuálních hodnot, přestože se jednalo o pacienty bez předchozí refrakční chirurgie. Pro biometrické hodnoty a výsledný AP poměr byla nalezena pouze slabá negativní korelace s parametrem WtW. Použitím individuálních parametrů pachymetrie a mediánu studií stanoveného AP poměru = 1,17 bylo docíleno nejnižšího mediánu diference (0,08 D) teoreticky kalkulované a reálně naměřené hodnoty celkové optické mohutnosti rohovky.

Autoři práce prohlašují, že vznik i téma odborného sdělení a jeho zveřejnění není ve střetu zájmů a není podpořeno žádnou farmaceutickou firmou. Práce nebyla zadána jinému časopisu ani jinde otištěna.

Do redakce doručeno dne: 1. 4. 2022

Přijato k publikaci dne: 13. 7. 2022

Ing. Martin Fůs

Katedra přírodovědných oborů

Fakulta biomedicínského

inženýrství ČVUT v Praze

nám. Sítná 3105

272 01 Kladno 2

E-mail: martin.fus@cvut.cz