不同人工晶狀體計算公式計算眼軸大于28mm的RK術后白內障患眼的準確性比較

唐婷婷,李 猛,張景尚,萬修華

0 引言

放射狀角膜切開術(radial keratotomy,RK)是一種常見的近視矯正手術[1],于30多年前被引進到國內。大量的中國近視人群接受了RK手術。隨著這部分人群的年齡增長,越來越多的RK患者出現白內障,其中嚴重影響視力者需要接受白內障手術來改善視力。為白內障患者植入合適度數的人工晶狀體(intraocular lens,IOL)能夠大大提高患者的手術滿意度[2]。對于接受過RK手術的白內障患者,如何精確地確定IOL度數仍然是一個難題。近年來,多個研究比較了不同IOL計算公式計算RK術后白內障患者IOL度數的準確性,但不同研究結果有顯著差異[3-10]。對于高度近視患者,眼軸長度越長,IOL度數計算公式的準確性越差[11]。目前尚未發現對眼軸大于28mm的既往接受過RK手術的白內障患者進行IOL公式準確性比較的研究。本研究擬比較三種IOL計算公式,包括Barrett True-K、Holladay 1(D-K)、Haigis公式對眼軸大于28mm的既往接受過RK手術的白內障患者的IOL度數計算的準確性。其中Barrett True-K公式是亞太白內障和屈光手術醫生協會的官方網站推薦,Holladay 1(D-K)公式可以通過美國白內障和屈光手術醫生協會的官方網站計算。Haigis公式是一個傳統IOL計算公式,在多個生物測量儀器中可以直接獲得,有研究發現其在RK術后白內障患者中具有較高的準確性[3, 10]。本研究的目的是比較Barrett True-K、Holladay 1(D-K)、Haigis三種IOL計算公式計算既往接受過RK手術的眼軸大于28mm的白內障患者的IOL度數的準確性。

1 對象和方法

1.1對象回顧性研究。分析2011-01/2020-07在首都醫科大學附屬北京同仁醫院接受白內障手術的RK患者。納入標準如下:(1)既往接受過RK手術。(2)白內障術前接受了IOL Master檢查,且眼軸長度大于28mm。(3)白內障手術順利,術中和術后未發生并發癥。(4)白內障術后1～6mo在我院接受了顯然驗光檢查。本研究遵守《赫爾辛基宣言》,經首都醫科大學附屬北京同仁醫院倫理委員會批準(No.TRECKY2020-069)。

1.2方法

1.2.1白內障超聲乳化聯合人工晶狀體植入術所有手術均同一位主任醫師完成,手術過程如下:采用透明角膜切口,前房注入黏彈劑,連續環形撕囊,水分離、水分層,超聲乳化吸除晶狀體核,I/A吸除晶狀體皮質,前房再次注入黏彈劑,植入IOL,調整IOL位置,I/A吸除前房內黏彈劑,水密切口[12-13]。

1.2.2人工晶狀體計算公式眼生物測量均采用IOL Master完成,型號為:IOL Master3.0,500或700。采用Barrett True-K、Haigis、Holladay 1(D-K)公式對患者的人工晶狀體度數進行計算。Barrett True-K是專門為角膜屈光手術設計的一類公式,可以對RK術后、LASIK術后的患者進行人工晶狀體度數計算。對于RK術后的白內障患者,有三種Barrett True-K公式可以選擇,由于本研究中的大部分患者缺乏RK術前的詳細眼部資料,所以本研究僅適用Barrett True-K公式中的不需要任何既往數據的公式(Barrett True-K No History formula)。該公式可以在亞太白內障和屈光手術醫生協會的官方網站獲得,具體網址為http://www.apasrs.org/。Holladay 1(D-K)公式可以通過美國白內障和屈光手術醫生協會的官方網站獲得[14-15]。其網址為http://www.ascrs.org/tools/post-refractive-iol-calculator。Haigis公式是一種常用的公式,可以通過IOL Master生物測量儀自帶軟件直接計算人工晶狀體度數。

1.2.3預測誤差和絕對誤差預測誤差(prediction error,PE)是指白內障術后顯然驗光檢測到的等效球鏡減去IOL計算公式預測的術后屈光度。如果PE為負數,說明使用該IOL計算公式算得的IOL度數植入眼內后會略偏近視,如果PE為正數,說明使用該IOL計算公式算得的IOL度數植入眼內后會略偏遠視。絕對誤差(absolute error,AE)是PE的絕對值。計算每種IOL計算公式的平均PE(mean prediction error,MPE)、平均絕對誤差(mean absolute error,MAE)、絕對誤差中位數(median absolute error,MedAE)以及不同IOL公式計算的AE值≤0.5、0.75、1.0、2.0D的患眼百分比。

2 結果

2.1納入患者的基本信息本研究共納入既往接受過RK手術的白內障患者19例29眼(雙眼10例,單眼9例),其中女12例20眼,男7例9眼,右眼14眼,左眼15眼。納入患者的基本信息見表1。

表1 納入患者的基本信息

2.2納入患者植入的人工晶狀體情況納入29眼中植入Tecnis ZMA00人工晶狀體2眼,植入CROMA QUATRIX人工晶狀體10眼,植入HOYA iSert 251人工晶狀體13眼,植入Symfony ZXR00人工晶狀體4眼。不同IOL的不同公式的常數見表2,表格中常數已經在北京同仁醫院的普通白內障患者中得到驗證。

表2 不同IOL的不同公式的常數

2.3三種IOL計算公式的PE和AE值由表3可知,Barrett True-K公式的MPE值為負值,提示該公式的預測屈光度偏近視。Holladay 1(D-K)和Haigis公式的MPE值均為正值,提示該公式的預測屈光度偏遠視。三種IOL計算公式中,Barrett True-K公式的MPE值最小,僅為-0.09±1.16D。Holladay 1(D-K)公式的MPE最大,為1.09±1.22D。

表3 三種IOL計算公式的PE和AE值

2.4三種IOL計算公式AE值比較對三種IOL計算公式的AE進行Friedman檢驗,差異有統計學意義(χ2=8.759,P=0.013)。三種公式中,Barrett True-K公式具有最小的MedAE值(0.62D),Holladay 1(D-K)具有最大的MedAE值(1.01D)。三種公式的兩兩比較顯示,Barrett True-K和Haigis公式的AE均小于Holladay 1(D-K)公式(P=0.026、0.038)。三種公式AE值≤0.5、0.75、1.0、2.0D的百分比見圖1。三種公式中,Barrett True-K公式AE≤0.5D的患眼百分比最高,為48%。Holladay 1(D-K)最低,為24%。但對三種IOL計算公式的AE≤0.5D的患眼百分比進行Cochran Q檢驗,差異無統計學意義(χ2=3.714,P=0.156)。三種公式中,Barrett True-K公式AE≤0.75D的患眼百分比最高,為59%。Holladay 1(D-K)最低,為34%。但對三種IOL計算公式的AE≤0.75D的患眼百分比進行Cochran Q檢驗,差異無統計學意義(χ2=3.364,P=0.186)。Barrett True-K和Haigis公式AE≤1.0D的患眼百分比最高,均為69%。Holladay 1(D-K)最低,為48%。但對三種IOL計算公式的AE≤1.0D的患眼百分比進行Cochran Q檢驗,差異無統計學意義(χ2=4.500,P=0.105)。三種公式中,Barrett True-K公式AE≤2.0D的患眼百分比最高,為93%。Holladay 1(D-K)最低,為86%。但對三種IOL計算公式的AE≤2.0D的患眼百分比進行Cochran Q檢驗,差異無統計學意義(χ2=1.500,P=0.472)。

圖1 不同IOL計算公式的AE值≤0.5、0.75、1.0、2.0D患眼百分比比較。

3 討論

本研究首次對眼軸大于28mm的既往接受了RK手術的白內障患者的IOL計算公式準確性進行了比較。研究發現在三種IOL計算公式中,Barrett True-K公式更為準確。

本研究是我們目前能夠搜索到的關于RK術后IOL計算公式準確性文章中,唯一一篇全部患眼的眼軸大于28mm的文章。在本研究中,我們納入29眼眼軸大于28mm的既往接受過RK手術的白內障患者,平均眼軸為30.89±1.56mm,這一平均眼軸遠大于既往國外的研究中的眼軸長度。在目前我們能夠檢索到的文獻中,一項來自印度的研究[8]是目前發表的國外類似文章中眼軸最長的,其患眼的平均眼軸僅為27.7±2.40mm,遠短于本研究中的平均眼軸長度。既往的合并高度近視的白內障IOL計算公式準確性研究[11]發現,眼軸越長,IOL公式預測的準確性越差,所以,對眼軸大于28mm的RK術后白內障患者進行精準的IOL度數計算是很有挑戰性的。

對于普通的白內障患者,大多數人工晶狀體計算公式的準確性均比較好。一項來自英國的研究[17]比較3種新公式和6種經典公式對10930例白內障患者的10930患眼的準確性,研究發現9種公式的AE≤0.5D的百分比為68.1%～72%,這一數值遠好于既往接受過RK手術的白內障患者。在本研究中準確性最好的Barrett True-K公式僅有48%的患眼AE≤0.5D。既往接受過RK手術的白內障患者IOL計算公式準確性較差的可能原因如下:(1)RK手術不僅改變了患者的前表面角膜曲率,也改變了后表面角膜曲率[18]。大部分公式使用一個固定的比值通過角膜前表面曲率來確定后表面曲率,這樣可能會高估角膜曲率從而導致了術后的遠視[19],在本研究中,Holladay 1(D-K)和Haigis公式的的MPE值均為正值,提示偏遠視。(2)大部分IOL計算公式通過角膜曲率來預測有效晶狀體位置[20],但RK術后,角膜曲率發生了顯著改變,按照該角膜曲率計算的有效晶狀體位置是不準確的,也會導致IOL計算公式術后的遠視偏移。

在本研究中,我們發現Barrett True-K公式具有最小的MedAE值和最高的AE≤0.5、0.75、1.0、2.0D的患眼百分比,其MedAE值僅為0.62D,其AE≤0.5、0.75、1.0、2.0D的患眼百分比分別為48%、59%、69%和93%。國外多個研究[3-5, 7-9]評估Barrett True-K公式在既往接受過RK手術的白內障患者的準確性。Dawson等[5]結果與我們接近,他們納入31例患者47眼,發現使用Barrett True-K公式的MedAE為0.50D,51.1%的患眼AE≤0.5D,80.8%的患眼AE≤1.0D。另外一個來自澳大利亞[9]的研究也顯示,在既往接受過RK的白內障患者中,Barrett True-K公式優于其他公式,而且患者RK術前的眼科檢查資料越全,Barrett True-K公式越準確。在該研究中,對于具有完整的RK術前資料的患者,76.6%患眼AE≤0.5D;對于具有部分RK術前資料的患者,75.0%患眼AE≤0.5D;對于沒有RK術前資料的患者,69.2%患眼AE≤0.5D。在本研究中,我們大部分患者缺少RK術前的眼科檢查資料,所以沒有使用三種Barrett True-K公式進行評估。在Tumbull等[9]研究中使用沒有RK術前資料的Barrett True-K公式,其MedAE值為0.330D,其AE值≤0.5、0.75、1.0D的患眼百分比分別為69.2%、84.6%和92.3%,這些數值均優于本研究中Barrett True-K公式的表現。還有部分研究[7-8]顯示,對于接受了RK手術的白內障患者,Barrett True-K公式并不優于其他公式。Ma等[7]發現,使用Barrett True-K公式,其MedAE值為0.77D,其AE≤0.5、1.0、2.0D的患眼百分比分別為31%、63%、94%,這一數據并不優于另外兩種IOL計算公式,這一數據也略差于本研究中Barrett True-K公式的表現。Patle等[8]發現使用Barrett True-K公式,其MedAE為0.89D,其AE≤0.5、1.0D的患眼百分比分別為22.22%和50.00%,這一數據顯著差于我們的研究結果。針對Barrett True-K公式對RK術后白內障的準確性,國內外不同研究結果差異明顯,其可能原因是不同研究的樣本量、眼軸長度和術后顯然驗光時間不同。理論上納入的樣本量越大,結果的可靠性越高,Dawson等[5]納入47眼,Tumbull等[9]納入52眼,Ma等[7]納入51眼,Patle等[8]納入54眼,本研究由于眼軸長度的限定(眼軸大于28mm),所以納入的樣本量相對較小(僅29眼)。不同研究的眼軸長度不同也對結果有一定的影響,理論上,眼軸越長,IOL計算公式的準確性越差[11],Dawson等[5]研究中眼軸的平均長度僅為25.4mm,Tumbull等[9]為24.98mm,Ma等[7]為25.50mm,Patle等[8]為27.7mm,而本研究的平均眼軸遠長于前面的研究,為30.89mm。白內障術后時間不同,其顯然驗光的結果也會有明顯的差異,AE是指白內障術后顯然驗光的實際等效球鏡和IOL公式預測的等效球鏡之間的絕對值,所以術后的驗光時間對AE的結果會有較明顯的影響。理論上,白內障術后早期由于角膜傷口沒有完全愈合,其驗光結果在術后早期可能會有較大的波動;對于近視的患者,特別是病理性近視患者,其眼軸是進行性增長的,兩次檢查的間隔時間越長,其結果差異可能就越大。如果術后的驗光時間比較早,這時的AE值可能波動較大,如果術后的驗光時間過晚,對于眼軸穩定的患者,其驗光結果差異不大,但是對于眼軸進行性增長的患者,患眼的PE值可能會往近視的方向發展,對應的AE值也會發生明顯的改變,本研究納入的患者均為眼軸大于28mm的高度近視患者,其眼軸進行性增長的可能性很大。為了兼顧樣本量、驗光結果的穩定性,本研究把術后顯然驗光的時間限定為白內障術后1～6mo,最終納入的患眼術后顯然驗光的中位數時間為白內障術后3mo。Dawson等[5]研究中術后顯然驗光時間為術后3～4mo、Patle等[8]研究為術后3mo,Ma等[7]為2～3mo,而Tumbull等[9]研究中術后驗光時間最短,僅為術后4～6wk。

在本研究中,我們還發現Haigis公式也具有不錯的準確性,其MedAE為0.76D,其AE≤0.5、0.75、2D的患眼百分比分別為41%、48%和90%,均略差于Barrett True-K公式,但在統計學上無顯著差異;其AE≤1D的患眼百分比與Barrett True-K公式一致,均為69%。考慮到大多數眼生物測量儀器中均內置了Haigis公式,在不方便獲得Barrett True-K公式的情況下,可以優先使用Haigis公式。多個國外研究[3, 10]顯示,對于接受過RK手術的白內障患者,Haigis公式也有很好的表現。Soare等[3]研究納入100眼既往接受過RK手術的白內障患者,使用Haigis公式,其AE值≤0.5、1、2D的患眼百分比分別為47.2%、70.8%和94.4%,略優于本研究中的數據。Wang等[10]研究甚至還發現Haigis公式優于Barrett True-K公式,在該研究中,使用Haigis公式,其MedAE為0.47D,其AE≤0.5、1.0D的患眼百分比為54.4%和75.0%,均優于Barrett True-K公式,后者的MedAE為0.55D,其AE≤0.5、1.0D 的患眼百分比分別為43%和71%。Haigis公式在RK術后白內障患者中有較好的準確性,其原因可能如下:(1)Haigis公式不使用角膜曲率來確定有效晶狀體位置[10],RK手術改變了角膜曲率,但不會影響Haigis公式的有效晶狀體位置計算。(2)既往研究[21- 22]顯示對于長眼軸患者,Haigis公式具有較好的準確性,而本研究的平均眼軸長度為30.89mm。

對于普通白內障患者,IOL計算公式大部分能夠使得70%以上患者AE≤0.5D。而對于RK術后的白內障患者,在本研究中,即使使用最準確的Barrett True-K公式,其AE≤0.5D的患眼百分比還不到50%。隨著類似病例資料的積累、生物測量準確性的提升[23]、人工智能的大數據技術的應用[24],有望研發出新的針對RK術后的白內障的更為準確的IOL計算公式。

本研究還有一些不足之處:(1)樣本量偏少,僅納入了19例患者的29眼。(2)有部分患者雙眼均納入了,同一患者兩眼之間的相關性可能會影響研究結果。(3)大部分患者丟失了RK術前的眼科檢查資料,不能納入一些對資料要求更為嚴格的IOL計算公式進行比較。(4)本研究在有限的樣本量中,不同的患者植入的IOL也不同,共使用了四種不同的IOL,這一混雜因素也可能對本研究的結果產生一定的影響。

本研究顯示,對于既往接受過RK手術且眼軸大于28mm的白內障患者,在Barrett True-K、Holladay 1(D-K)和Haigis三種公式中,我們更推薦使用Barrett True-K公式。考慮到Haigis公式的準確性與Barrett True-K公式比較接近,在不方便獲得Barrett True-K公式的情況下,可以使用Haigis公式。同普通白內障相比,RK術后白內障患者的IOL計算公式準確性還有很大的提升空間,有必要進一步研發新型的更為準確的針對RK術后白內障患者的IOL計算公式。