RU2781328C1 - Method for determining optical power of intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data - Google Patents
Method for determining optical power of intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781328C1 RU2781328C1 RU2022114872A RU2022114872A RU2781328C1 RU 2781328 C1 RU2781328 C1 RU 2781328C1 RU 2022114872 A RU2022114872 A RU 2022114872A RU 2022114872 A RU2022114872 A RU 2022114872A RU 2781328 C1 RU2781328 C1 RU 2781328C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iol
- optical power
- eye
- cornea
- diopter
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 title claims abstract description 139
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 210000004087 Cornea Anatomy 0.000 claims abstract description 80
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000002980 postoperative Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims abstract description 14
- 210000002159 Anterior Chamber Anatomy 0.000 claims abstract description 13
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 7
- 210000001742 Aqueous Humor Anatomy 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 210000003284 Horns Anatomy 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 4
- 210000004127 Vitreous Body Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 208000002177 Cataract Diseases 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000000585 Mann–Whitney U test Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000036040 emmetropia Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001537 neural Effects 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 241001254116 Gillenia stipulata Species 0.000 description 1
- 210000004279 Orbit Anatomy 0.000 description 1
- 210000001525 Retina Anatomy 0.000 description 1
- 230000001058 adult Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs
Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмохирургии, и предназначено для определения оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ), используемой при хирургическом лечении катаракты у пациентов, не имеющих аномалий формы и кривизны роговицы. Изобретение может быть использовано в аппаратно-программных и программно-алгоритмических комплексах планирования операции по замене хрусталика интраокулярной линзой.The invention relates to medicine, namely to ophthalmic surgery, and is intended to determine the optical power of an intraocular lens (IOL) used in the surgical treatment of cataracts in patients who do not have anomalies in the shape and curvature of the cornea. The invention can be used in hardware-software and software-algorithmic complexes for planning an operation to replace the lens with an intraocular lens.
Уровень техники State of the art
Операцию по замене хрусталика рассматривают, в том числе, как рефракционную. Поэтому стремятся минимизировать погрешность расчета оптической силы ИОЛ (delta, дптр), определяемую как разность послеоперационной рефракции (Refп/о, дптр) и целевой рефракции (Refцель, дптр) у пациента. Погрешность способа расчета ИОЛ не должна превышать ±1 дптр в 85% случаев [1]. Среди основных причин отклонения от целевой рефракции выделяют: погрешность измерения параметров глаза, выбор не подходящего клинической ситуации способа расчета, ошибку предсказания послеоперационного положения ИОЛ, разнообразие геометрических и оптических параметров ИОЛ, а также технику хирургического вмешательства [2, 3].The operation to replace the lens is considered, including as a refractive one. Therefore, they seek to minimize the error in calculating the optical power of the IOL (delta, diopter), defined as the difference between postoperative refraction (Ref p / o , diopter) and target refraction (Ref target , diopter) in the patient. The error of the IOL calculation method should not exceed ±1 diopter in 85% of cases [1]. Among the main reasons for the deviation from the target refraction are: the measurement error of the eye parameters, the choice of a calculation method that is not suitable for the clinical situation, the error in predicting the postoperative position of the IOL, the variety of geometric and optical parameters of the IOL, as well as the surgical technique [2, 3].
Известны способы расчета оптической силы ИОЛ, Holladay 1, Hoffer Q, Haigis, Holladay II [4-7], позволяющие достичь допустимой погрешности ±1 дптр в 85% случаев для глаз со стандартными параметрами. Недостаток способов заключается в необходимости внесения поправок при нестандартном сочетании параметров глаза [8].Known methods for calculating the optical power of the IOL, Holladay 1, Hoffer Q, Haigis, Holladay II [4-7], allowing to achieve an acceptable error of ±1 diopter in 85% of cases for eyes with standard parameters. The disadvantage of the methods lies in the need to make corrections for a non-standard combination of eye parameters [8].
Известны способы Olsen [9] и Barrett Universal 2 [10], обеспечивающие допустимую погрешность расчета, в том числе при нестандартном сочетании параметров глаза. Известны способы расчета Kane [11] и Hill-RBF [12]. Способ Kane разработан на основе законов оптики, и включает элементы регрессии и искусственного интеллекта. Для разработки использованы данные тридцати тысяч случаев имплантации ИОЛ. В основе способа Hill-RBF также лежат методы искусственного интеллекта, а именно построение нейронной сети с использованием радиальных базисных функций. Для обучения нейронной сети использовано не менее двенадцати тысяч данных об имплантации ИОЛ. Способы имеют наименьшую погрешность расчета ИОЛ по сравнению с предыдущими поколениями способов [13, 14]. Недостаток перечисленных способов заключается в необходимости измерения параметров глаза оптическими биометрами определенных производителей, что, в соответствии со стандартом оснащения офтальмологических отделений [15], значительно ограничивает широту применения способов на территории РФ.Known methods are Olsen [9] and Barrett Universal 2 [10], which provide an acceptable calculation error, including with a non-standard combination of eye parameters. Known methods for calculating Kane [11] and Hill-RBF [12]. The Kane method is based on the laws of optics, and includes elements of regression and artificial intelligence. For development, data from thirty thousand cases of IOL implantation were used. The Hill-RBF method is also based on artificial intelligence methods, namely the construction of a neural network using radial basis functions. At least twelve thousand data on IOL implantation were used to train the neural network. The methods have the smallest IOL calculation error compared to previous generations of methods [13, 14]. The disadvantage of these methods is the need to measure the parameters of the eye with optical biometers of certain manufacturers, which, in accordance with the standard for equipping ophthalmological departments [15], significantly limits the breadth of application of the methods on the territory of the Russian Federation.
Известен также способ расчета SRK/T [16], включающий использование законов параксиальной оптики с элементами регрессионного анализа, измерение параметров глаза - среднего радиуса кривизны передней поверхности роговицы (R, мм) и аксиальной длины глаза (AL, мм), и использование параметра ИОЛ - А-константы. Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.There is also a known method for calculating SRK/T [16], which includes the use of the laws of paraxial optics with elements of regression analysis, the measurement of eye parameters - the average radius of curvature of the anterior surface of the cornea (R, mm) and the axial length of the eye (AL, mm), and the use of the IOL parameter - A-constants. This method was chosen as a prototype of the proposed solution.
Первый недостаток этого способа заключается в том, что не учитываются анатомические особенности строения глаза. Поэтому минимальная погрешность расчета достигается при использовании на глазах длиной более 26 мм, а в диапазоне коротких (менее 22 мм) и стандартных (от 22 мм до 26 мм) длин глаз использование этого способа-прототипа приводит к повышению погрешности расчета.The first disadvantage of this method is that the anatomical features of the structure of the eye are not taken into account. Therefore, the minimum calculation error is achieved when used on eyes longer than 26 mm, and in the range of short (less than 22 mm) and standard (from 22 mm to 26 mm) eye lengths, the use of this prototype method leads to an increase in the calculation error.
Второй недостаток связан с использованием А-константы ИОЛ, косвенно отражающей влияние дизайна оптической и гаптической частей ИОЛ на положение линзы в глазу. А-константа это параметр, полученный эмпирическим методом на основе послеоперационных данных. Использование А-константы, указанной производителем ИОЛ, приводит к повышению погрешности расчета на глазах, параметры которых отклоняются по величине от среднестатистических. Для снижения погрешности расчета, необходимо вычислять новое значение А-константы на основе персонального хирургического опыта и с учетом типа используемых средств измерений (оптического или ультразвукового биометра), однако, персонализированный подход к расчету А-константы массово не используется в клинической практике.The second drawback is associated with the use of the A-constant of the IOL, which indirectly reflects the influence of the design of the optical and haptic parts of the IOL on the position of the lens in the eye. A-constant is a parameter obtained empirically based on postoperative data. The use of the A-constant specified by the IOL manufacturer leads to an increase in the calculation error for eyes whose parameters deviate in magnitude from the average. To reduce the calculation error, it is necessary to calculate a new value of the A-constant based on personal surgical experience and taking into account the type of measuring instruments used (optical or ultrasonic biometer), however, a personalized approach to calculating the A-constant is not widely used in clinical practice.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в достижении допустимой погрешности ±1 дптр, как минимум, в 85% случаев, широкой применимости способа на территории РФ, гибкости и адаптивности за счет учета предоперационных данных, персональной хирургической техники, модели и производителя ИОЛ, использования законов параксиальной оптики для двухкомпонентной оптической системы глаза и регрессионного анализа для оценки не измеряемых параметров оптической системы.The technical result of the proposed invention is to achieve an allowable error of ±1 diopter in at least 85% of cases, wide applicability of the method on the territory of the Russian Federation, flexibility and adaptability by taking into account preoperative data, personal surgical equipment, IOL model and manufacturer, using the laws of paraxial optics for the two-component optical system of the eye and regression analysis to evaluate the non-measurable parameters of the optical system.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Указанный технический результат достигается тем, что способ определения оптической силы интраокулярной линзы на основе персональной хирургической техники и предоперационных данных, включающий использование законов параксиальной оптики и регрессионного анализа, измерение среднего радиуса кривизны передней поверхности роговицы (R, мм) и аксиальной длины глаза (AL, мм),This technical result is achieved in that the method for determining the optical power of an intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data, including the use of the laws of paraxial optics and regression analysis, measuring the average radius of curvature of the anterior surface of the cornea (R, mm) and the axial length of the eye (AL, mm),
отличается тем, чтоdiffers in that
анатомические особенности строения глаза учитывают в математической модели двухкомпонентной оптической системы, для коррекции расчетных формул на основе выборки данных пациентов в регрессионном анализе используют необходимые измеряемые параметры, такие как глубина передней камеры до операции (ACD, мм), оптическая сила имплантированной ИОЛ (PИОЛ_импл, дптр), целевая послеоперационная рефракция (Refцель, дптр), послеоперационная рефракция спустя не менее одного месяца (Refп/о, дптр), послеоперационная глубина передней камеры - расстояние от передней поверхности роговицы до передней поверхности ИОЛ (ACDп/о, дптр), а также опционально используют дополнительные параметры, такие как толщина роговицы в центральной зоне (CCT, мм), средняя кривизна задней поверхности роговицы (Rз, мм), толщина хрусталика в центральной зоне (LT, мм), диаметр роговицы (W, мм), А-константа имплантированной ИОЛ (Аконст). Способ осуществляют по этапам.the anatomical features of the structure of the eye are taken into account in the mathematical model of a two-component optical system, to correct the calculation formulas based on a sample of patient data, the regression analysis uses the necessary measured parameters, such as the depth of the anterior chamber before surgery (ACD, mm), the optical power of the implanted IOL (P IOL_impl , diopter), target postoperative refraction (Ref goal , diopter), postoperative refraction after at least one month (Ref p / o , diopter), postoperative depth of the anterior chamber - the distance from the anterior surface of the cornea to the anterior surface of the IOL (ACD p / o , diopter ), and also optionally use additional parameters, such as the thickness of the cornea in the central zone (CCT, mm), the average curvature of the posterior surface of the cornea (R c , mm), the thickness of the lens in the central zone (LT, mm), the diameter of the cornea (W, mm), A-constant of the implanted IOL (A const ). The method is carried out in stages.
На первом этапе формируют тестовую выборку, состоящую как минимум из необходимых измеренных параметров глаза, объемом не менее десяти записей.At the first stage, a test sample is formed, consisting of at least the required measured parameters of the eye, with a volume of at least ten records.
На втором этапе для каждой записи тестовой выборки рассчитывают: оптическую силу роговицы Pрог (дптр) i разными способами, расстояние между второй главной фокусной точкой роговицы и первой главной фокусной точкой ИОЛ - эффективную позицию ИОЛ Hглаз (мм) j способами, оптическую силу глаза с ИОЛ Pглаз (дптр) k способами, причем i={1,2}, j=2…M, k=2…2×M, M={2,3}.At the second stage, for each record of the test sample, the following are calculated: the optical power of the cornea P horn (dptr) i in different ways, the distance between the second main focal point of the cornea and the first main focal point of the IOL - the effective position of the IOL H eyes (mm) in j ways, the optical power of the eye with IOL P eyes (dptr) in k ways, and i={1,2}, j=2…M, k=2…2×M, M={2,3}.
На третьем этапе рассчитывают коэффициенты m аппроксимирующих функций эффективной позиции ИОЛ (НИОЛ) и n аппроксимирующих функций оптической силы глаза (Pглаз_ИОЛ) по вычисленным разными способами значениям эффективной позиций ИОЛ (Hглаз) и оптической силы глаза (Pглаз) соответственно, где m=(9…MH)×j и n=(3…MP)×k, - количество функций, MH≤16, MP≤5.At the third stage, the coefficients m of the approximating functions of the effective position of the IOL (H IOL ) and n approximating functions of the optical power of the eye (P eye_IOL ) are calculated according to the values of the effective positions of the IOL (H eye ) and the optical power of the eye (P eye ), respectively, calculated in different ways, where m =(9…M H )×j and n=(3…M P )×k, - number of functions, M H ≤16, M P ≤5.
На четвертом этапе для каждой записи тестовой выборки вычисляют оптическую силу ИОЛ, путем комбинации полученных на втором и третьем этапах функций расчета оптической силы роговицы, эффективной позиции ИОЛ, оптической силы глаза: PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)), где t=1…i×m×n - порядковый номер комбинации, i - порядковый номер функции расчета оптической силы роговицы, m - порядковый номер функции расчета эффективной позиции ИОЛ, n - порядковый номер функции расчета оптической силы глаза.At the fourth stage, for each record of the test sample, the optical power of the IOL is calculated by combining the functions obtained at the second and third stages for calculating the optical power of the cornea, the effective position of the IOL, the optical power of the eye: P IOL, (t) (P hor (i) , H IOL (m) , P eye_IOL(n) ), where t=1…i×m×n is the serial number of the combination, i is the serial number of the function for calculating the optical power of the cornea, m is the serial number of the function for calculating the effective position of the IOL, n is the serial number functions for calculating the optical power of the eye.
На пятом этапе для каждого вектор-столбца рассчитанных значений PИОЛ,(t) вычисляют вектор-столбец погрешностей расчета оптической силы ИОЛ (delta(t), дптр):At the fifth stage, for each column vector of calculated values P IOL,(t) , a column vector of errors in calculating the optical power of the IOL (delta (t) , diopter) is calculated:
delta(t)=PИОЛ,(t) - PИОЛ_цель,delta (t) =P IOL,(t) - P IOL_target ,
где PИОЛ_цель, дптр - вектор-столбец оптических сил ИОЛ, обеспечивающих целевую рефракцию.where P IOL_target , diopter - column vector of the optical powers of the IOL, providing the target refraction.
На шестом этапе для каждого вектор-столбца delta(t) вычисляют долю отклонений, не превышающих ±1 дптр и абсолютное среднее значение элементов delta(t).At the sixth stage, for each column vector delta (t) , the percentage of deviations not exceeding ±1 diopter and the absolute average value of the elements delta ( t) are calculated.
На седьмом этапе из массива функций PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)) отбирают те, для которых доля отклонений от целевой рефракции составляет не более ±1 дптр, как минимум, в 85% случаев.At the seventh stage, from the array of functions P IOL,(t) (P rog(i) , N IOL(m) , P eye_IOL(n) ) select those for which the proportion of deviations from the target refraction is no more than ±1 diopter, at least , in 85% of cases.
На восьмом этапе отобранные функции группируют по количеству и типу входящих в расчет параметров глаза.At the eighth stage, the selected functions are grouped according to the number and type of eye parameters included in the calculation.
На завершающем этапе из каждой группы для клинического применения выбирают функцию с номером t, которая имеет минимальное абсолютное среднее значение delta(t).At the final stage, from each group for clinical use, a function with the number t is selected, which has the minimum absolute mean value delta (t) .
Существует вариант, в котором параметры тестовой выборки измеряют либо оптическим, либо ультразвуковым биометром и классифицируют по одному из признаков или любой их комбинации: по возрасту, полу пациента, производителю и модели имплантированной ИОЛ, величине измеренных параметров глаза.There is a variant in which the parameters of the test set are measured either with an optical or ultrasonic biometer and classified according to one of the signs or any combination of them: by age, gender of the patient, manufacturer and model of the implanted IOL, and the value of the measured parameters of the eye.
Существует вариант, в котором на втором этапе оптическую силу ИОЛ, обеспечивающую эмметропическую рефракцию (PИОЛ_эм, дптр), вычисляют по формуле ; оптическую силу ИОЛ, обеспечивающую целевую рефракцию (PИОЛ_цель, дптр) вычисляют по формуле .There is a variant in which, at the second stage, the optical power of the IOL, which provides emmetropic refraction (P IOL_em , diopter), is calculated by the formula ; optical power of the IOL, providing the target refraction (P IOL_target , diopter) is calculated by the formula .
Существует также вариант, в котором на втором этапе оптическую силу роговицы Pрог вычисляют по двум формулам:There is also a variant in which, at the second stage, the optical power of the cornea P horn is calculated by two formulas:
, ,
где КИ - кератометрический индекс, значения которого лежат в диапазоне [1,32; 1,35];where CI is the keratometric index, the values of which lie in the range [1.32; 1.35];
, ,
где nрог=1,3771 - показатель преломления роговицы,where n horn \u003d 1.3771 is the refractive index of the cornea,
nвозд=1 - показатель преломления воздуха,n air \u003d 1 - refractive index of air,
nвод.влаги=1,3374 - показатель преломления водянистой влаги.n water moisture \u003d 1.3374 - refractive index of aqueous humor.
Существует также вариант, в котором на втором этапе эффективную позицию ИОЛ Hглаз вычисляют по формулам:There is also a variant in which, at the second stage, the effective position of the IOL H of the eyes is calculated by the formulas:
, где ; , where ;
; ;
, ,
где - поправка на фокусные точки роговицы и ИОЛ.where - correction for the focal points of the cornea and IOL.
Существует также вариант, в котором на втором этапе оптическую силу глаза (Pглаз) вычисляют по формуле:There is also a variant in which, at the second stage, the optical power of the eye (P eye ) is calculated by the formula:
, ,
где Pрог, PИОЛ - оптическая сила роговицы и ИОЛ соответственно, дптр;where P horn , P IOL - the optical power of the cornea and IOL, respectively, diopter;
Hглаз - эффективная позиция ИОЛ, мм.H eye - effective position of the IOL, mm.
Существует также вариант, в котором на третьем этапе аппроксимирующие функции эффективной позиции ИОЛ (НИОЛ) имеют вид:There is also a variant in which, at the third stage, the approximating functions of the effective position of the IOL ( IOL ) have the form:
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
функции H10, …, H18 отличаются от перечисленных выше прибавлением поправки на фокусные точки роговицы и ИОЛ (Δ, мм).functions H 10 , ..., H 18 differ from those listed above by adding a correction for the focal points of the cornea and IOL (Δ, mm).
Существует также вариант, в котором на третьем этапе эффективную позицию ИОЛ (НИОЛ) вычисляют по формуле:There is also a variant in which, at the third stage, the effective position of the IOL (N IOL ) is calculated by the formula:
, ,
где аппроксимирующие функции LF, мм - положение передней поверхности ИОЛ относительно передней капсулы хрусталика, имеют вид:where the approximating functions LF, mm - the position of the anterior surface of the IOL relative to the anterior lens capsule, have the form:
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
функции LF8, …, LF14 отличаются от перечисленных выше прибавлением поправки на фокусные точки роговицы и ИОЛ (Δ, мм).functions LF 8 , ..., LF 14 differ from those listed above by adding a correction for the focal points of the cornea and IOL (Δ, mm).
Существует также вариант, в котором на третьем этапе аппроксимирующие функции оптической силы глаза (Pглаз_ИОЛ) имеют вид:There is also a variant in which, at the third stage, the approximating functions of the optical power of the eye (P eye_IOL ) have the form:
; ;
; ;
, ,
где nстекл.т. - показатель преломления стекловидного тела,where n glass. is the refractive index of the vitreous body,
С'- положение второй главной фокусной точки комбинированной оптической системы «роговица - передняя камера - ИОЛ» относительно передней поверхности роговицы, описывают функцией вида: C' - the position of the second main focal point of the combined optical system "cornea - anterior chamber - IOL" relative to the anterior surface of the cornea, is described by a function of the form:
, ,
где в качестве x принимают либо AL, либо LT, либо (ACD+LT).where either AL or LT or (ACD+LT) is taken as x.
Существует также вариант, в котором на четвертом этапе оптическую силу ИОЛ вычисляют по формуле:There is also a variant in which, at the fourth stage, the optical power of the IOL is calculated by the formula:
, ,
где Pглаз_ИОЛ - функция расчета оптической силы ИОЛ,where P eye_IOL is a function for calculating the optical power of the IOL,
Pрог - функция расчета оптической силы роговицы,P horn - function for calculating the optical power of the cornea,
НИОЛ - функция расчета эффективной позиции ИОЛN IOL - function for calculating the effective position of the IOL
Refцель - целевая послеоперационная рефракция, дптр.Ref target - target postoperative refraction, diopter.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение поясняется иллюстративным материалом, где на фиг.1 представлена схема вычисления параметров тестовой выборки, где Pглазi,j, - вычисленная оптическая сила глаза, обеспечивающая эмметропию, где i - индекс формулы расчета оптической силы роговицы, j - индекс формулы расчета расстояния между второй главной фокусной точкой роговицы и первой главной фокусной точкой ИОЛ. На фиг. 2 представлен вариант схемы получения массива формул для расчета оптической силы ИОЛ, на основании которых проводят адаптацию способа расчета ИОЛ. Блок 1 включает данные тестовой выборки - оптическую силу глаза, рассчитанную на эмметропию Pглаз, измеренную глубину передней камеры ACDп/о, рассчитанное положение ИОЛ относительно передней поверхности хрусталика LF, измеренную или вычисленную оптическую силу роговицы Pрог. Блок 2 демонстрирует наборы аппроксимирующих функций с вычисленными коэффициентами. Блок 3 содержит набор комбинаций функций Pрог,i, Pглаз,j, HИОЛ,k, где i, j, k - номер соответствующей формулы расчета, обеспечивающих расчет оптической силы ИОЛ. на фиг. 3 представлена схема к расчету оптической силы глаза Pглаз и оптической силы ИОЛ PИОЛ. Цифрами отмечены главные элементы схемы расчета: 1 - роговица, 2 - ИОЛ, 3 - хрусталик, 4 - сетчатка. На оптической оси обозначены фокусные точки: вторая главная фокусная точка роговицы Cрог, вторая главная фокусная точка глаза с имплантированной ИОЛ Сc', первая главная фокусная точка ИОЛ CИОЛ. Указаны аксиальные параметры: послеоперационная глубина передней камеры ACDп/о; Δ+ACDп/о (Hглаз или HИОЛ) - расстояние между второй фокусной точкой роговицы и первой фокусной точкой ИОЛ; CCT - толщина роговицы; С' - расстояние от передней поверхности роговицы до второй главной фокусной точки глаза с ИОЛ; tИОЛ - толщина ИОЛ; ACD - глубина передней камеры до операции; LT - толщина хрусталика; LF - положение передней поверхности ИОЛ относительно передней поверхности капсулы хрусталика; AL - аксиальная длина глаза.The invention is illustrated by illustrative material, where figure 1 shows the scheme for calculating the parameters of the test sample, where Peyesi,j, is the calculated optical power of the eye, providing emmetropia, where i is the index of the formula for calculating the optical power of the cornea, j is the index of the formula for calculating the distance between the second main focal point of the cornea and the first main focal point of the IOL. In FIG. Figure 2 shows a variant of the scheme for obtaining an array of formulas for calculating the optical power of the IOL, on the basis of which the IOL calculation method is adapted.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Способ определения оптической силы интраокулярной линзы на основе персональной хирургической техники и предоперационных данных, включающий использование законов параксиальной оптики и регрессионного анализа, измерение среднего радиуса кривизны передней поверхности роговицы (R, мм) и аксиальной длины глаза (AL, мм),A method for determining the optical power of an intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data, including the use of the laws of paraxial optics and regression analysis, measuring the average radius of curvature of the anterior surface of the cornea (R, mm) and the axial length of the eye (AL, mm),
отличающийся тем, чтоcharacterized in that
анатомические особенности строения глаза учитывают в математической модели двухкомпонентной оптической системы, для коррекции расчетных формул на основе выборки данных пациентов в регрессионном анализе используют необходимые измеряемые параметры, такие как глубина передней камеры до операции (ACD, мм), оптическая сила имплантированной ИОЛ (PИОЛ_импл, дптр), целевая послеоперационная рефракция (Refцель, дптр), послеоперационная рефракция спустя не менее одного месяца (Refп/о, дптр), послеоперационная глубина передней камеры - расстояние от передней поверхности роговицы до передней поверхности ИОЛ (ACDп/о, дптр), а также опционально используют дополнительные параметры, такие как толщина роговицы в центральной зоне (CCT, мм), средняя кривизна задней поверхности роговицы (Rз, мм), толщина хрусталика в центральной зоне (LT, мм), диаметр роговицы (W, мм), А-константа имплантированной ИОЛ (Аконст). Способ осуществляют по этапам.the anatomical features of the structure of the eye are taken into account in the mathematical model of a two-component optical system, to correct the calculation formulas based on a sample of patient data, the regression analysis uses the necessary measured parameters, such as the depth of the anterior chamber before surgery (ACD, mm), the optical power of the implanted IOL (P IOL_impl , diopter), target postoperative refraction (Ref goal , diopter), postoperative refraction after at least one month (Ref p / o , diopter), postoperative depth of the anterior chamber - the distance from the anterior surface of the cornea to the anterior surface of the IOL (ACD p / o , diopter ), and also optionally use additional parameters, such as the thickness of the cornea in the central zone (CCT, mm), the average curvature of the posterior surface of the cornea (R c , mm), the thickness of the lens in the central zone (LT, mm), the diameter of the cornea (W, mm), A-constant of the implanted IOL (A const ). The method is carried out in stages.
На первом этапе формируют тестовую выборку, объемом не менее десяти записей. Меньшее количество записей не позволит произвести регрессионный анализ для всех видов функциональных зависимостей, используемых в способе расчета. Каждая запись состоит из необходимых для реализации способа параметров (R, AL, ACD, PИОЛ_импл, Refцель, Refп/о, ACDп/о) и, при наличии, дополнительных (CCT, Rз, LT, W, Аконст).At the first stage, a test sample is formed, with a volume of at least ten records. A smaller number of records will not allow regression analysis for all types of functional dependencies used in the calculation method. Each entry consists of the parameters necessary for the implementation of the method (R, AL, ACD, P IOL_impl , Ref target , Ref p/o , ACD p/o ) and, if available, additional (CCT, R C , LT, W , A const ).
На втором этапе для каждой записи тестовой выборки по имеющимся данным и заданным формулам рассчитывают: оптическую силу роговицы Pрог (дптр) i разными способами, расстояние между второй главной фокусной точкой роговицы и первой главной фокусной точкой ИОЛ - эффективную позицию ИОЛ Hглаз (мм) j способами, оптическую силу глаза с ИОЛ Pглаз (дптр) k способами, причем i={1,2}, j=2…M, k=2…2×M, M={2,3}. М=2, если тестовая выборка состоит только из необходимых параметров. Порядок вычисления параметров производится согласно схеме на фиг. 1.At the second stage, for each record of the test sample, according to the available data and given formulas, the following are calculated: the optical power of the cornea P horn (dptr) i in different ways, the distance between the second main focal point of the cornea and the first main focal point of the IOL - the effective position of the IOL H eye (mm) j ways, the optical power of the eye with IOL P eyes (dptr) k ways, and i={1,2}, j=2...M, k=2...2×M, M={2,3}. M=2 if the test sample consists of only the required parameters. The order of calculation of the parameters is carried out according to the scheme in Fig. one.
На третьем этапе методами регрессионного анализа рассчитывают коэффициенты m аппроксимирующих функций эффективной позиции ИОЛ (НИОЛ) и n аппроксимирующих функций оптической силы глаза (Pглаз_ИОЛ) по вычисленным на втором этапе разными способами значениям эффективной позиций ИОЛ (Hглаз) и оптической силы глаза (Pглаз) соответственно, где m=(9…MH)×j и n=(3…MP)×k, - количество функций, MH≤16, MP≤5. Значения MH и MP определяются количеством известных параметров тестовой выборки.At the third stage, the methods of regression analysis calculate the coefficients m of the approximating functions of the effective position of the IOL (H IOL ) and n of the approximating functions of the optical power of the eye (P eye_IOL ) according to the values of the effective positions of the IOL (H eye ) and optical power of the eye (P eye ) respectively, where m=(9…M H )×j and n=(3…M P )×k, is the number of functions, M H ≤16, M P ≤5. The values of M H and M P are determined by the number of known parameters of the test set.
На четвертом этапе для каждой записи тестовой выборки вычисляют оптическую силу ИОЛ, путем комбинации полученных на втором и третьем этапах функций расчета оптической силы роговицы, эффективной позиции ИОЛ, оптической силы глаза: PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)), где t=1…i×m×n - порядковый номер комбинации, i - порядковый номер функции расчета оптической силы роговицы, m - порядковый номер функции расчета эффективной позиции ИОЛ, n - порядковый номер функции расчета оптической силы глаза. Вариант формирования массива формул для расчета оптической силы ИОЛ представлен на схеме фиг. 2.At the fourth stage, for each record of the test sample, the optical power of the IOL is calculated by combining the functions obtained at the second and third stages for calculating the optical power of the cornea, the effective position of the IOL, the optical power of the eye: P IOL, (t) (P hor (i) , H IOL (m) , P eye_IOL(n) ), where t=1…i×m×n is the serial number of the combination, i is the serial number of the function for calculating the optical power of the cornea, m is the serial number of the function for calculating the effective position of the IOL, n is the serial number functions for calculating the optical power of the eye. A variant of the formation of an array of formulas for calculating the optical power of the IOL is shown in the diagram of Fig. 2.
На пятом этапе для каждого вектор-столбца рассчитанных значений PИОЛ,(t) вычисляют вектор-столбец погрешностей расчета оптической силы ИОЛ (delta(t), дптр):At the fifth stage, for each column vector of calculated values P IOL,(t) , a column vector of errors in calculating the optical power of the IOL (delta (t) , diopter) is calculated:
delta(t)=PИОЛ,(t)-PИОЛ_цель,delta (t) =P IOL,(t) -P IOL_target ,
где PИОЛ_цель, дптр - вектор-столбец оптических сил ИОЛ, обеспечивающих целевую рефракцию.where P IOL_target , diopter - column vector of the optical powers of the IOL, providing the target refraction.
На шестом этапе для каждого вектор-столбца delta(t) вычисляют долю отклонений, не превышающих ±1 дптр и абсолютное среднее значение элементов delta(t).At the sixth stage, for each column vector delta (t) , the percentage of deviations not exceeding ±1 diopter and the absolute average value of the elements delta ( t) are calculated.
На седьмом этапе из массива функций PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)) отбирают те, для которых доля отклонений от целевой рефракции составляет не более ±1 дптр, как минимум, в 85% случаев.At the seventh stage, from the array of functions P IOL,(t) (P rog(i) , N IOL(m) , P eye_IOL(n) ) select those for which the proportion of deviations from the target refraction is no more than ±1 diopter, at least , in 85% of cases.
На восьмом этапе отобранные функции группируют по количеству и типу входящих в расчет параметров глаза. При этом в каждой группе обязательно присутствуют минимально необходимые для расчета параметры R и AL. Пример формирования групп: группа I - R, AL, группа II - R, AL, ACD, и другие варианты, в зависимости от наличия в тестовой выборке дополнительных параметров.At the eighth stage, the selected functions are grouped according to the number and type of eye parameters included in the calculation. At the same time, each group necessarily contains the minimum parameters R and AL required for the calculation. An example of the formation of groups: group I - R, AL, group II - R, AL, ACD, and other options, depending on the presence of additional parameters in the test sample.
На завершающем этапе из каждой группы для клинического применения выбирают функцию с номером t, которая имеет минимальное абсолютное среднее значение delta(t). Таким образом для любого набора входных параметров получают способ расчета.At the final stage, from each group for clinical use, a function with the number t is selected, which has the minimum absolute mean value delta (t) . Thus, for any set of input parameters, a calculation method is obtained.
Аксиальные параметры для тестовой выборки измеряют либо оптическим, либо ультразвуковым биометром, а параметры роговицы - авторефкератометром, кератотопографом или биометром. Для повышения точности расчета, выборку предварительно классифицируют по одному из признаков или любой их комбинации: по возрасту, полу пациента, производителю и модели имплантированной ИОЛ, величине измеренных параметров глаза.Axial parameters for the test set are measured either with an optical or ultrasonic biometer, and corneal parameters with an autorefkeratometer, a keratotopograph, or a biometer. To improve the accuracy of the calculation, the sample is preliminarily classified according to one of the signs or any combination of them: by age, sex of the patient, manufacturer and model of the implanted IOL, and the value of the measured parameters of the eye.
На втором этапе оптическую силу ИОЛ, обеспечивающую эмметропическую рефракцию (PИОЛ_эм, дптр), вычисляют по формуле: ; оптическую силу ИОЛ, обеспечивающую целевую рефракцию (PИОЛ_цель, дптр) вычисляют по формуле [18].At the second stage, the optical power of the IOL, providing emmetropic refraction (P IOL_em , diopter), is calculated by the formula: ; optical power of the IOL, providing the target refraction (P IOL_target , diopter) is calculated by the formula [eighteen].
На втором этапе оптическую силу роговицы Pрог вычисляют по двум формулам [17, 19]:At the second stage, the optical power of the cornea P horn is calculated using two formulas [17, 19]:
, ,
где КИ - кератометрический индекс, значения которого лежат в диапазоне [1,32; 1,35], и значение для расчета выбирается хирургом;where CI is the keratometric index, the values of which lie in the range [1.32; 1.35], and the value for the calculation is chosen by the surgeon;
, ,
где nрог=1,3771 - показатель преломления роговицы,where n horn \u003d 1.3771 is the refractive index of the cornea,
nвозд=1 - показатель преломления воздуха,n air \u003d 1 - refractive index of air,
nвод.влаги=1,3374 - показатель преломления водянистой влаги.n water moisture \u003d 1.3374 - refractive index of aqueous humor.
При отсутствии измеренного параметра Rз, он может быть вычислен по известному R через стандартное соотношение Гульстранда [17], либо через иное соотношение, определенное хирургом на основе персонального опыта.In the absence of the measured parameter R s , it can be calculated from the known R through the standard Gulstrand relation [17], or through another ratio determined by the surgeon on the basis of personal experience.
На втором этапе эффективную позицию ИОЛ Hглаз вычисляют по формулам:At the second stage, the effective position of the IOL H eyes is calculated by the formulas:
, где ; , where ;
; ;
, ,
где - поправка на фокусные точки роговицы и ИОЛ.where - correction for the focal points of the cornea and IOL.
Эффективную позицию ИОЛ Hглаз,1 вычисляют по формуле, предложенной в работе [10] , либо другими известными способами [16].The effective position of the IOL H eye,1 is calculated by the formula proposed in [10] , or by other known methods [16].
Поправка Δ на фокусные точки состоит из суммы расстояния от передней поверхности роговицы до второй главной фокусной точки роговицы (Cрог) и расстояния от передней поверхности ИОЛ до первой главной фокусной точки ИОЛ (CИОЛ) (фиг. 3). Первое слагаемое получено аппроксимацией рассчитанных по известным параметрам роговицы вторых фокусных расстояний, и зависит от CCT. Для получения второго слагаемого по известным геометрическим параметрам ИОЛ различной оптической силы [20] рассчитаны положения первой главной фокусной точки и получена эмпирическая зависимость от аксиальной длины AL.Correction Δ for focal points consists of the sum of the distance from the anterior surface of the cornea to the second main focal point of the cornea (C horn ) and the distance from the anterior surface of the IOL to the first main focal point of the IOL (C IOL ) (Fig. 3). The first term was obtained by approximating the second focal lengths calculated from the known parameters of the cornea, and depends on the CCT. To obtain the second term from the known geometric parameters of IOLs of various optical powers [20], the positions of the first main focal point were calculated and an empirical dependence on the axial length AL was obtained.
На втором этапе оптическую силу глаза (Pглаз) вычисляют по формуле, соответствующей математической модели двухкомпонентной оптической системы глаза [17]:At the second stage, the optical power of the eye (P eye ) is calculated according to the formula corresponding to the mathematical model of the two-component optical system of the eye [17]:
, ,
где Pрог, PИОЛ - оптическая сила роговицы и ИОЛ соответственно, дптр;where P horn , P IOL - the optical power of the cornea and IOL, respectively, diopter;
Hглаз - эффективная позиция ИОЛ, мм.H eye - effective position of the IOL, mm.
Для определения видов функций аппроксимации эффективной позиции ИОЛ (НИОЛ) использовалась выборка, состоящая из двадцати записей, содержащих все измеренные параметры глаза (R, AL, ACD, LT, W) и известную ACDп/о. Методами регрессии осуществлялась аппроксимация ACDп/о. В результате были отобраны зависимости, для которых коэффициент корреляции известных ACDп/о и аппроксимированных составил не менее 0,5:To determine the types of functions for approximating the effective position of the IOL (NIOL) a sample was used consisting of twenty records containing all measured parameters of the eye (R, AL, ACD, LT, W) and the known ACDon. Regression methods were used to approximate the ACDon. As a result, dependencies were selected for which the correlation coefficient of the known ACDon and approximated was at least 0.5:
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
функции H10, …, H18 отличаются от перечисленных выше добавлением поправки на фокусные точки роговицы и ИОЛ (Δ, мм).functions H 10 , ..., H 18 differ from those listed above by adding a correction for the focal points of the cornea and IOL (Δ, mm).
Эффективную позицию ИОЛ (НИОЛ) также вычисляют по формуле:The effective position of the IOL (N IOL ) is also calculated by the formula:
, ,
где LF, мм - положение передней поверхности ИОЛ относительно передней капсулы хрусталика (фиг. 3).where LF, mm is the position of the anterior surface of the IOL relative to the anterior lens capsule (Fig. 3).
Для определения видов функций аппроксимации эффективной позиции LF использовалась аналогичная выборка, состоящая из двадцати записей, содержащих все измеренные параметры глаза (R, AL, ACD, LT, W) и рассчитанную LFп/о по известным ACDп/о и ACD: LFп/о=ACDп/о-ACD. Методами регрессии осуществлялась аппроксимация LFп/о. В результате были отобраны зависимости, для которых коэффициент корреляции известных LFп/о и аппроксимированных составил не менее 0,4:To determine the types of functions for approximating the effective position of LF, a similar sample was used, consisting of twenty records containing all the measured parameters of the eye (R, AL, ACD, LT, W) and calculated LF p/o using known ACD p/o and ACD: LF p /o =ACD n/o -ACD. Regression methods were used to approximate LF p/o . As a result, dependencies were selected for which the correlation coefficient of known LF p/o and approximated ones was at least 0.4:
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
; ;
функции LF8, …, LF14 отличаются от перечисленных выше прибавлением поправки на фокусные точки роговицы и ИОЛ (Δ, мм).functions LF 8 , ..., LF 14 differ from those listed above by adding a correction for the focal points of the cornea and IOL (Δ, mm).
Для определения видов функций аппроксимации оптической силы глаза на этапе 3 использовалась выборка, состоящая из двадцати записей, содержащих известные параметры: оптическую силу роговицы, оптическую силу ИОЛ, обеспечивающую эмметропическую рефракцию, эффективную позицию ИОЛ. Одним из способов расчета оптической силы глаза является формула расчета через второе фокусное расстояние глаза f', выражаемое через положение второй главной фокусной точки [17]:To determine the types of functions for approximating the optical power of the eye at
, ,
где nстекл.т. - показатель преломления стекловидного тела.where n glass. is the refractive index of the vitreous body.
Методами регрессии по измеренным параметрам глаза осуществлялась аппроксимация C'. В результате, выбрана зависимость, для которой коэффициент корреляции известных C' и аппроксимированных составил не менее 0,9:Approximation of C' was carried out using regression methods according to the measured parameters of the eye. As a result, a dependence was chosen for which the correlation coefficient of known C' and approximated ones was at least 0.9:
, ,
где в качестве x принимают либо AL, либо LT, либо (ACD+LT).where either AL or LT or (ACD+LT) is taken as x.
Методами регрессии по измеренным параметрам также осуществлялась аппроксимация оптической силы глаза (Pглаз_ИОЛ). В результате, выбраны два типа зависимостей, для которых коэффициент корреляции рассчитанных на втором этапе оптических сил глаза и аппроксимированных составил не менее 0,95:Regression methods for the measured parameters were also used to approximate the optical power of the eye (P eye_IOL ). As a result, two types of dependences were selected, for which the correlation coefficient of the optical powers of the eye calculated at the second stage and the approximated ones was at least 0.95:
; ;
. .
Итоговая формула расчета оптической силы ИОЛ выведена на основании законов параксиальной оптики для двухкомпонентной оптической системы [17], и с учетом целевой рефракции имеет вид:The final formula for calculating the optical power of the IOL is derived based on the laws of paraxial optics for a two-component optical system [17] and, taking into account the target refraction, has the form:
, ,
где Pглаз_ИОЛ - вычисленное значение оптической силы ИОЛ по одной из пяти функций аппроксимации оптической силы ИОЛ, дптр;where P eye_IOL - the calculated value of the optical power of the IOL on one of the five functions of approximation of the optical power of the IOL, diopter;
Pрог - вычисленное значение оптической силы роговицы по одной из двух функций расчета, дптр;P horn - the calculated value of the optical power of the cornea according to one of the two calculation functions, diopter;
НИОЛ - вычисленное значение эффективной позиции ИОЛ по одной из тридцати двух функций аппроксимации эффективной позиции ИОЛ, мм;H IOL - calculated value of the effective position of the IOL according to one of the thirty-two functions of approximation of the effective position of the IOL, mm;
Refцель - целевая послеоперационная рефракция, дптр.Ref target - target postoperative refraction, diopter.
Использование тестовой выборки и вычисленных по ее данным вариантам оптической силы роговицы, оптической силы глаза, эффективной позиции ИОЛ, введение поправки на фокусные точки роговицы и ИОЛ, использование функций аппроксимации оптической силы глаза и эффективной позиции ИОЛ, обеспечивают достижение допустимой погрешности расчета оптической силы ИОЛ ±1 дптр не менее чем в 85% случаев, при условии нахождения погрешностей измерения для необходимых параметров в допустимых пределах, соответствующих применяемым средствам измерения.The use of a test sample and the variants of the cornea optical power, the eye optical power, the effective position of the IOL calculated from its data, the introduction of a correction for the focal points of the cornea and the IOL, the use of the functions of approximation of the optical power of the eye and the effective position of the IOL, ensure the achievement of an acceptable error in the calculation of the optical power of the IOL ± 1 diopter in at least 85% of cases, provided that the measurement errors for the required parameters are within acceptable limits corresponding to the measuring instruments used.
Применение классификации тестовой выборки по одному из признаков или любой их комбинации позволяет адаптировать способ под персональную хирургическую технику и отказаться от использования А-константы ИОЛ, что обеспечивает широту применения способа на территории РФ.The use of the classification of the test sample according to one of the features or any combination of them makes it possible to adapt the method to the personal surgical technique and refuse to use the A-constant of the IOL, which ensures the breadth of the method in the territory of the Russian Federation.
Возможность использования разработанного способа определения оптической силы интраокулярной линзы на основе персональной хирургической техники и предоперационных данных, а также достижение технического результата продемонстрировано на представленных ниже данных.The possibility of using the developed method for determining the optical power of an intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data, as well as the achievement of a technical result, is demonstrated by the data presented below.
Тестовая выборка, на основе реальных верифицированных данных пациентов, измеренных оптическим биометром, и состоящая как из необходимых, так и дополнительных параметров, представлена в Таблице 1.The test sample, based on real verified patient data measured by an optical biometer, and consisting of both necessary and additional parameters, is presented in Table 1.
В таблице 2 содержатся рассчитанные значения оптической силы ИОЛ, обеспечивающие эмметропическую и целевую рефракции, вычисленные варианты оптической силы роговицы:Table 2 contains the calculated values of the optical power of the IOL, providing emmetropic and target refractions, calculated variants of the optical power of the cornea:
Pрог,1 по формуле , где КИ=1,3375 - стандартное значение;P horn,1 by formula , where CI=1.3375 - standard value;
Pрог,2 по формулеP horn,2 by formula
, ,
где Rз вычисляют по соотношению Гульстранда ;where R C is calculated from the Gulstrand relation ;
Pрог,3 вычисляют по формуле , где КИ=1,3282 - вычислено хирургом на основе персонального опыта [19].P horn,3 is calculated by the formula , where CI=1.3282 - calculated by the surgeon based on personal experience [19].
Также вычислены значения эффективной позиции ИОЛ:The values of the effective position of the IOL were also calculated:
Hглаз,1 по формуле, предложенной в работе [10]: ;H eye,1 according to the formula proposed in [10]: ;
Hглаз,2 принимают равной ACDп/о: ;H eye, 2 is taken equal to ACD p / o : ;
Hглаз,3 отличают от Hглаз,2 добавлением поправки Δ на фокусные точки роговицы и ИОЛ: ;H eyes,3 are distinguished from H eyes,2 by adding a correction Δ to the focal points of the cornea and IOL: ;
В Таблице 3 представлен набор вычисленных оптических сил глаза по формуле , где i - номер формулы расчета роговицы, j - номер формулы расчета эффективной позиции ИОЛ.Table 3 presents a set of calculated optical powers of the eye according to the formula , where i is the number of the formula for calculating the cornea, j is the number of the formula for calculating the effective position of the IOL.
По данным Hглаз,2 Таблицы 2 аппроксимируют зависимости эффективной позиции ИОЛ HИОЛ: H1 - H9 и H19 - H25, а по Hглаз,3 - H10 - H18 и H26 - H32. По данным Pi,j Таблицы 3 аппроксимируют оптическую силу глаза (Pглаз, дптр).According to H eyes, 2 Table 2 approximates the dependence of the effective position of the IOL H IOL : H 1 - H 9 and H 19 - H 25 , and according to H eyes, 3 - H 10 - H 18 and H 26 - H 32 . According to P i,j Table 3 approximate the optical power of the eye (P eye , diopters).
Для каждой записи тестовой выборки вычисляют оптическую силу ИОЛ по формуле путем комбинации полученных на втором и третьем этапах функций расчета оптической силы роговицы, эффективной позиции ИОЛ, оптической силы глаза: PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)), где t=1…i×m×n - порядковый номер комбинации, i - порядковый номер функции расчета оптической силы роговицы, m - порядковый номер функции расчета эффективной позиции ИОЛ, n - порядковый номер функции расчета оптической силы глаза.For each record of the test sample, the optical power of the IOL is calculated by the formula by combining the functions obtained at the second and third stages for calculating the optical power of the cornea, the effective position of the IOL , the optical power of the eye: =1…i×m×n - serial number of the combination, i - serial number of the function for calculating the optical power of the cornea, m - serial number of the function for calculating the effective position of the IOL, n - serial number of the function for calculating the optical power of the eye.
Для каждого вектор-столбца рассчитанных значений PИОЛ,(t) вычисляют вектор-столбец погрешностей расчета оптической силы ИОЛ (delta(t), дптр): delta(t)=PИОЛ,(t)-PИОЛ_цель,. Для каждого вектора-столбца delta(t) вычисляют долю отклонений, не превышающих ±1 дптр и абсолютное среднее значение элементов delta(t). Из массива функций PИОЛ,(t)(Pрог(i), НИОЛ(m), Pглаз_ИОЛ(n)) отбирают те, для которых доля отклонений от целевой рефракции составляет не более ±1 дптр как минимум в 85% случаев. Отобранные функции группируют по количеству и типу входящих в расчет параметров глаза. В рассматриваемом примере группа I вычисляется от параметров (R, AL, CCT, ACD, LT), группа II - (R, AL, CCT, ACD), группа III - (R, AL). На завершающем этапе из каждой группы для клинического применения выбирают функцию с номером t, которая имеет минимальное абсолютное среднее значение delta(t). Результаты расчета представлены в Таблице 4. В рассматриваемом примере выбранные функции расчета оптической силы ИОЛ реализуются следующими комбинациями функций расчета оптической силы роговицы, оптической силы глаза, эффективной позиции ИОЛ:For each column vector of calculated values P IOL,(t) calculate the column vector of errors in the calculation of the optical power of the IOL (delta (t) , diopter): delta (t) =P IOL,(t) -P IOL_target ,. For each column vector delta (t) calculate the proportion of deviations not exceeding ±1 diopter and the absolute average value of the elements delta (t) . From the array of functions P IOL,(t) (P horn(i) , H IOL(m) , P eye_IOL(n) ) select those for which the proportion of deviations from the target refraction is no more than ±1 diopter in at least 85% of cases . The selected functions are grouped according to the number and type of eye parameters included in the calculation. In this example, group I is calculated from the parameters (R, AL, CCT, ACD, LT), group II - (R, AL, CCT, ACD), group III - (R, AL). At the final stage, from each group for clinical use, a function with the number t is selected, which has the minimum absolute mean value delta (t) . The results of the calculation are presented in Table 4. In the example under consideration, the selected functions for calculating the optical power of the IOL are implemented by the following combinations of functions for calculating the optical power of the cornea, the optical power of the eye, and the effective position of the IOL:
комбинация из группы I - F1(R, AL, CCT, ACD, LT):combination from group I - F1(R, AL, CCT, ACD, LT):
;; ; ;
комбинация из группы II - F2(R, AL, CCT, ACD):combination from group II - F2(R, AL, CCT, ACD):
; ;
; ;
комбинация из группы III - F3(R, AL):combination from group III - F3(R, AL):
; ;
; ;
. .
Полученные формулы используют для расчета по данным контрольной выборки, представленной в Таблице 5. В Таблице 6 представлены оптическая сила целевой ИОЛ (PИОЛ_цель, дптр), и сравнительные результаты расчета оптической силы ИОЛ по формулам F1-F3, рассчитанное по ним delta, сравнение по доле отклонений, попадающих в диапазон ±1 дптр, и абсолютной средней ошибке delta. Определен уровень значимости статистических различий между PИОЛ_цель, и оптической силой ИОЛ, рассчитанной по формулам F1-F3 по U-критерию Манна-Уитни (р), согласно которому между рассчитанной и целевой ИОЛ отсутствуют статистически значимые различия с уровнем значимости менее 5%, а значит получен желаемый результат попадания в ±1 дптр в 85% случаев.The obtained formulas are used for calculation according to the data of the control sample presented in Table 5. Table 6 presents the optical power of the target IOL (P IOL_target , diopter), and the comparative results of calculating the optical power of the IOL using the formulas F1-F3, the delta calculated from them, comparison by the fraction of deviations falling within the range of ±1 diopters, and the absolute mean error delta. The level of significance of statistical differences between P IOL_target and the optical power of the IOL calculated by the formulas F1-F3 according to the Mann-Whitney U-test (p) was determined, according to which there are no statistically significant differences between the calculated and target IOL with a significance level of less than 5%, and it means that the desired result of hitting ± 1 diopter was obtained in 85% of cases.
Проведенные исследования продемонстрировали возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого результата.The conducted studies have demonstrated the possibility of carrying out the invention with the achievement of the claimed result.
ммR,
mm
ммCCT,
mm
ммAL,
mm
ммACD,
mm
ммLT,
mm
ммW,
mm
дптрP IOL_impl ,
diopter
дптрref target ,
diopter
дптрRef p / o ,
diopter
дптрP IOL (F1),
diopter
дптрP IOL (F2),
diopter
дптрdelta(F2),
diopter
дптрP IOL (F3),
diopter
дптрdelta(F3),
diopter
дптрP IOL_goal ,
diopter
(PИОЛ_цель),
дптрdelta
(P IOL_target ),
diopter
дптрF1,
diopter
(F1),
дптрdelta
(F1)
diopter
дптрF2,
diopter
(F2),
дптрdelta
(F2)
diopter
дптрF3,
diopter
(F3),
дптрdelta
(F3)
diopter
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Gale R. P. et al. Benchmark standards for refractive outcomes after NHS cataract surgery // Eye. - 2009. - Т. 23. - №. 1. - С. 149-152.1. Gale R. P. et al. Benchmark standards for refractive outcomes after NHS cataract surgery // Eye. - 2009. - T. 23. - No. 1. - S. 149-152.
2. Куликов А. Н., Кокарева Е. В., Дзилихов А. А. Эффективная позиция линзы. Обзор // Офтальмохирургия. - 2018. - №. 1. - С. 92-97.2. Kulikov A. N., Kokareva E. V., Dzilikhov A. A. Effective position of the lens. Review // Ophthalmosurgery. - 2018. - no. 1. - S. 92-97.
3. Манаенкова Г. Е. Ошибки в расчетах оптической силы ИОЛ в нестандартных клинических ситуациях. Обзор литературы // Офтальмология. - 2022. - Т. 19. - №. 1. - С. 46-52.3. Manaenkova G. E. Errors in the calculation of the optical power of the IOL in non-standard clinical situations. Literature review // Ophthalmology. - 2022. - T. 19. - No. 1. - S. 46-52.
4. Holladay J. T. et al. A three-part system for refining intraocular lens power calculations // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1988. - Т. 14. - №. 1. - С. 17-24.4 Holladay J. T. et al. A three-part system for refining intraocular lens power calculations // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1988. - T. 14. - No. 1. - S. 17-24.
5. Hoffer K. J. The Hoffer Q formula: a comparison of theoretic and regression formulas // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1993. - Т. 19. - №. 6. - С. 700-712.5. Hoffer K. J. The Hoffer Q formula: a comparison of theoretic and regression formulas // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1993. - T. 19. - No. 6. - S. 700-712.
6. Haigis W. The Haigis formula. In: Shammas H, editor. Intraocular Lens Power Calculations. Thorifare, NJ, Slack; 2004. p. 41-57.6. Haigis W. The Haigis formula. In: Shammas H, editor. Intraocular Lens Power Calculations. Thorifare, NJ, Slack; 2004. p. 41-57.
7. Hoffer K. J. Clinical results using the Holladay 2 intraocular lens power formula //Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 2000. - Т. 26. - №. 8. - С. 1233-1237.7. Hoffer K. J. Clinical results using the
8. Захарова И. А., Исакова И. А. Анализ рефракционных результатов расчета ИОЛ в зависимости от биометрических особенностей глаз //Современные технологии в офтальмологии. - 2019. - №. 5. - С. 28-32.8. Zakharova I. A., Isakova I. A. Analysis of refractive results of IOL calculation depending on the biometric features of the eyes // Modern technologies in ophthalmology. - 2019. - no. 5. - S. 28-32.
9. Olsen T. Calculation of intraocular lens power: a review //Acta Ophthalmologica Scandinavica. - 2007. - Т. 85. - №. 5. - С. 472-485.9. Olsen T. Calculation of intraocular lens power: a review // Acta Ophthalmologica Scandinavica. - 2007. - T. 85. - No. 5. - S. 472-485.
10. Barrett G. D. An improved universal theoretical formula for intraocular lens power prediction //Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1993. - Т. 19. - №. 6. - С. 713-720.10. Barrett G. D. An improved universal theoretical formula for intraocular lens power prediction // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1993. - T. 19. - No. 6. - S. 713-720.
11. Kane Formula. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.iolformula.com/about/11. Kane Formula. [Electronic resource] Access mode: https://www.iolformula.com/about/
12. Hill-RBF Calculator Version 3.0. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.rbfcalculator.com/online/index.html12. Hill-RBF Calculator Version 3.0. [Electronic resource] Access mode: https://www.rbfcalculator.com/online/index.html
13. Darcy K. et al. Assessment of the accuracy of new and updated intraocular lens power calculation formulas in 10 930 eyes from the UK National Health Service // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 2020. - Т. 46. - №. 1. - С. 2-7.13. Darcy K. et al. Assessment of the accuracy of new and updated intraocular lens power calculation formulas in 10 930 eyes from the UK National Health Service // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 2020. - T. 46. - No. 1. - S. 2-7.
14. Savini G. et al. Comparison of 13 formulas for IOL power calculation with measurements from partial coherence interferometry // British Journal of Ophthalmology. - 2021. - Т. 105. - №. 4. - С. 484-489.14 Savini G. et al. Comparison of 13 formulas for IOL power calculation with measurements from partial coherence interferometry // British Journal of Ophthalmology. - 2021. - T. 105. - No. 4. - S. 484-489.
15. Приказ Минздрава России от 12.11.2012 г. № 902н «Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи взрослому населению при заболеваниях глаза, его придаточного аппарата и орбиты» (Зарегистрировано в Минюсте России 13.12.2012 г. № 26116). Российская газета, спецвыпуск, № 78/1, 11.04.2013 г15. Order of the Ministry of Health of Russia dated November 12, 2012 No. 902n “On approval of the Procedure for providing medical care to the adult population in diseases of the eye, adnexa and orbit” (Registered in the Ministry of Justice of Russia on December 13, 2012 No. 26116). Russian newspaper, special issue, No. 78/1, 04/11/2013
16. Retzlaff J. A., Sanders D. R., Kraff M. C. Development of the SRK/T intraocular lens implant power calculation formula // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1990. - Т. 16. - №. 3. - С. 333-340.16. Retzlaff J. A., Sanders D. R., Kraff M. C. Development of the SRK/T intraocular lens implant power calculation formula // Journal of Cataract & Refractive Surgery. - 1990. - T. 16. - No. 3. - S. 333-340.
17. Герман, И. Физика организма человека / И. Герман // Долгопрудный: издательский дом «Интеллект», 2011. - 992 С.17. German, I. Physics of the human body / I. German // Dolgoprudny: Intellect Publishing House, 2011. - 992 p.
18. Olsen, Т. Calculation of intraocular lens power: a review / T. Olsen // Acta Ophthalmol. Scand. - 2007. - Vol. 85. - P. 472-485.18. Olsen, T. Calculation of intraocular lens power: a review / T. Olsen // Acta Ophthalmol. Scand. - 2007. - Vol. 85. - P. 472-485.
19. Жежелева Л. В. Персонализированный алгоритм расчета оптической силы интраокулярных линз у пациентов с катарактой после перенесенной ранее радиальной кератотомии: дис. - Ин-т повышения квалификации Федер. мед.-биол. агентства России, 201719. Zhezheleva L. V. Personalized algorithm for calculating the optical power of intraocular lenses in patients with cataracts after previous radial keratotomy: dis. - Institute of advanced training Feder. medical biol. agencies of Russia, 2017
20. Патент №2339341 РФ, МПК A 61 F 2/16. Интраокулярная линза / Хун С., Се Цз., Ван Ст. Дж. Н., Стэнли Д., Каракелле М., Симпсон М. Дж., Чжан С.; заявитель и патентообладатель Алькон, Инк. - № 2006140808/14; заявл. 04.04.2006; опубл. 27.11.2008, Бюл. № 33. - 18 с.20. Patent No. 2339341 RF, IPC A 61
Claims (73)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781328C1 true RU2781328C1 (en) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814629C1 (en) * | 2023-06-29 | 2024-03-01 | федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for calculating optical power of intraocular lens based on personalized eye simulation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2343884C1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-01-20 | Федеральное государственное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method of determination of optical force of intraocular lens at extraction of cataract after excimer laser keratorefractive surgery |
RU2523150C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-07-20 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for measuring intraocular lens power with intracapsular fixation following previous excimer laser keratectomy |
RU2644694C1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-02-13 | Любовь Владимировна Жежелева | Method for determining the optical force of the intraocular lense after radial keratothomy |
US10583039B2 (en) * | 2010-12-30 | 2020-03-10 | Amo Wavefront Sciences, Llc | Method and system for eye measurements and cataract surgery planning using vector function derived from prior surgeries |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2343884C1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-01-20 | Федеральное государственное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" | Method of determination of optical force of intraocular lens at extraction of cataract after excimer laser keratorefractive surgery |
US10583039B2 (en) * | 2010-12-30 | 2020-03-10 | Amo Wavefront Sciences, Llc | Method and system for eye measurements and cataract surgery planning using vector function derived from prior surgeries |
RU2523150C1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-07-20 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for measuring intraocular lens power with intracapsular fixation following previous excimer laser keratectomy |
RU2644694C1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-02-13 | Любовь Владимировна Жежелева | Method for determining the optical force of the intraocular lense after radial keratothomy |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Olsen T. Calculation of intraocular lens power: a review //Acta Ophthalmologica Scandinavica. - 2007. - Т. 85. - N 5. - С. 472-485. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814629C1 (en) * | 2023-06-29 | 2024-03-01 | федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for calculating optical power of intraocular lens based on personalized eye simulation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Roberts et al. | Comparison of Hill‐radial basis function, Barrett Universal and current third generation formulas for the calculation of intraocular lens power during cataract surgery | |
US10743985B2 (en) | Methods of predicting the post-operative position of an IOL and uses of such methods | |
Olsen et al. | Intraocular lens power calculation with an improved anterior chamber depth prediction algorithm | |
US10136805B2 (en) | Apparatus, system, and method for intraocular lens power calculation using a regression formula incorporating corneal spherical aberration | |
Murphy et al. | Refractive error and visual outcome after cataract extraction | |
Olsen | Calculation of intraocular lens power: a review | |
EP1284687B1 (en) | Methods of obtaining ophthalmic lenses providing the eye with reduced aberrations | |
US8746882B2 (en) | Customized intraocular lens power calculation system and method | |
JP2005525194A (en) | Manufacturing method of individual specification intraocular lens | |
AU2001263942A1 (en) | Methods of obtaining ophthalmic lenses providing the eye with reduced aberrations | |
Pedrotti et al. | Comparison of two multifocal intraocular lens designs that differ only in near add | |
Canovas et al. | Effect of corneal aberrations on intraocular lens power calculations | |
Bae et al. | Effect of trabeculectomy on the accuracy of intraocular lens calculations in patients with open‐angle glaucoma | |
RU2781328C1 (en) | Method for determining optical power of intraocular lens based on personal surgical technique and preoperative data | |
Chan et al. | Calculation of intraocular lens power after corneal refractive surgery | |
Einighammer et al. | Calculating intraocular lens geometry by real ray tracing | |
EP2605696B1 (en) | Customized intraocular lens power calculation system | |
Katz et al. | Ocular residual astigmatism (ORA) in pre-cataract eyes prior to and after refractive lens exchange | |
Camps et al. | Clinical evaluation of a new approach for IOL power calculation in keratoconus | |
RU2644694C1 (en) | Method for determining the optical force of the intraocular lense after radial keratothomy | |
Frings et al. | Pseudolentogenic astigmatic effect of multifocal intraocular lenses: non-corneal ocular residual astigmatism (N-CORA) as a new parameter in astigmatic change analysis | |
AU2015202364B2 (en) | Customized intraocular lens power calculation system and method |