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文獻(xiàn)學(xué)習(xí)-厚透鏡ELP與機(jī)器學(xué)習(xí)的IOL功率計算

2023-07-10 23:21 作者:山海說了話  | 我要投稿

摘要

目的

描述一個反演計算人工晶體主要物體平面(IOL)理論位置的公式,以及厚透鏡眼模型中的理論解剖位置。進(jìn)行了一項研究,以確定設(shè)計和人工晶狀體功率的變化對白內(nèi)障手術(shù)屈光結(jié)果的影響。

方法

設(shè)計并操作一個示意性眼模型來反映人工晶狀體前后半徑的變化,同時保持中心厚度和近軸功率不變。人工晶狀體形狀因子(X)的改變影響厚晶狀體估計有效晶狀體位置(ELP)。計算不同 IOL 功率(-5屈光度[ D ] ,5 D,15 D,25 D 和35 D)的相應(yīng)術(shù)后球面當(dāng)量(SE) ,X 范圍從 -1到 + 1乘以0.1。

結(jié)果

厚晶狀體估計有效晶狀體位置偏移對術(shù)后屈光的影響高度依賴于人工晶狀體的光功率及其厚度。理論上,對于屈光度15D 到35D 的植入IOL,設(shè)計修改可以誘導(dǎo)術(shù)后屈光變化在0.50到3.0 D 之間。

結(jié)論

這項工作可能有興趣的研究人員參與設(shè)計人工晶狀體功率計算公式。人工晶狀體幾何學(xué)在屈光結(jié)果中的重要性,特別是對于短眼來說,應(yīng)該挑戰(zhàn)這樣一個事實,即這些數(shù)據(jù)通常不會由人工晶狀體制造商公布。

轉(zhuǎn)化關(guān)聯(lián)

對估計的ELP的反算是人工晶體計算公式的核心,特別是對于基于人工智能的光學(xué)公式,其中算法可以被訓(xùn)練來預(yù)測這個值。


引言

白內(nèi)障手術(shù)屈光手術(shù)是全球范圍內(nèi)最常進(jìn)行的屈光手術(shù)之一。1患者術(shù)后視力的質(zhì)量很大程度上取決于可預(yù)測的人工晶體(IOL)光功率的選擇,這影響術(shù)后屈光。需要精確的生物測量和準(zhǔn)確的 IOL 功率計算方法。在現(xiàn)代醫(yī)療保健中充分收集和使用數(shù)據(jù)為廣泛的亞專業(yè)提供了顯著改善的機(jī)會.2最近,使用人工智能的 IOL 計算方法已經(jīng)顯示出改善的性能,盡管人工智能相對于以前的方法的優(yōu)越性仍然存在爭議.3 -10盡管最近 IOL 公式的內(nèi)在原理尚未發(fā)表,但大多數(shù)公式是基于光學(xué)公式,只有少數(shù)被描述為純粹的人工智能基礎(chǔ).11無論光學(xué)公式使用的算法如何,估計的ELP是必要的,以訓(xùn)練算法來預(yù)測這個值。

ELP 的定義根據(jù)模型眼睛的不同而不同,其屈光成分可以等同于薄透鏡或厚透鏡。當(dāng)角膜和人工晶狀體被模擬為厚鏡片時,ELP 與角膜的主要圖像平面和人工晶狀體的主要目標(biāo)平面之間的距離一致。12

監(jiān)督式學(xué)習(xí)允許算法在預(yù)測標(biāo)記特征識別的結(jié)果方面進(jìn)行訓(xùn)練,隨著數(shù)據(jù)集的增加,準(zhǔn)確性也會提高。雖然可以通過成像前段來了解 IOL 的解剖位置,但是這些信息在大型訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中并不常見。這些通常包括僅限于術(shù)前眼球生物測量的信息,以及最終達(dá)到的屈光結(jié)果(球面等效[ SE ])?!捌ヅ洹惫烙?ELP 的反演可以系統(tǒng)地進(jìn)行,這個值按照定義集成在同一個參數(shù)中,所有由眼睛模型中的假設(shè)引起的誤差。

從屈光結(jié)果(目標(biāo))重新計算的估計 ELP 以及從術(shù)前檢查(預(yù)測因子)獲得的生物統(tǒng)計學(xué)參數(shù)都可以用作使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集輔助預(yù)測的值。為了確定雙折射厚透鏡示意圖眼睛的估計 ELP,提供人工晶狀體半徑、厚度和折射率是一個先決條件。

本文的目的有兩個。首先,它的目的是提供必要的方程估計有效的晶狀體植入位置在雙重組合,厚晶狀體,近軸,人工晶狀體,示意眼代表角膜和人工晶狀體作為四個折射面。可以改變角膜和人工晶狀體前后表面的曲率半徑,以及每個節(jié)段(基質(zhì),房水,人工晶狀體和玻璃體)的屈光指數(shù)。使用顯式方程,解釋了人工晶狀體植入物的幾何形狀,可以用來開發(fā)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集,其中包括人工晶狀體模擬厚透鏡的 ELP 估計值。其次,我們使用這些方程來探討人工晶狀體設(shè)計和功率調(diào)整對白內(nèi)障手術(shù)屈光結(jié)果的影響。


方法

參與開發(fā)生物特征計算公式的研究人員可以訪問專門研究白內(nèi)障手術(shù)的中心收集的大型數(shù)據(jù)庫。3,4數(shù)據(jù)集通常包含術(shù)前的眼睛生物特征參數(shù),包括前角膜曲率半徑,角膜厚度,前房深度(從上皮到晶狀體測量) ,晶狀體厚度,角膜直徑以及軸向長度。術(shù)后每只眼的屈光度數(shù)作為眼鏡平面上的 SE 值。

由于人工晶狀體的表面曲率和厚度隨功率的變化而變化,所以理想情況下也應(yīng)該具備植入人工晶狀體的幾何特征,例如前后半徑(Rai 和 Rpi)、厚度(di)和折射率(ni)。后方角膜半徑可以通過許多電流生物計量器測量,但以前通常是由角膜曲率指數(shù)從前方角膜半徑推斷。

我們的主要目標(biāo)是計算公式來確定厚透鏡的估計 ELP,對于訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的每個眼睛,使這些數(shù)據(jù)可以用于訓(xùn)練目的的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。該算法旨在通過術(shù)前眼部生物測量來預(yù)測與術(shù)后眼屈光不正相匹配的 ELP,從而為所需的屈光選擇合適的人工晶狀體功率。

為了計算和研究 IOL 功率和設(shè)計對估計的 ELP 和術(shù)后屈光的影響,我們設(shè)計了一個示意性眼模型,其中 IOL (其前后半徑)的設(shè)計可以在相同的中心厚度和傍軸功率下變化。在這種情況下,ELP 的值可以用來計算解剖晶狀體位置(ALP) ,它對應(yīng)于分離前角膜和人工晶狀體頂點的距離。該方程可用于研究人工晶狀體功率和設(shè)計對相同物理距離下術(shù)后屈光度的影響。


厚鏡片人工晶狀體眼模型

計算角膜和人工晶狀體各自的光功率和主平面位置的近軸光學(xué)公式,模擬厚透鏡,以及合成功率和主平面的眼睛位置在附錄 A 中進(jìn)行了綜述。

角膜可與凸凹透鏡相媲美,后者的折射率是角膜的主層,即指數(shù) ns 的角膜基質(zhì)。角膜總功率表示為直流。它可以從曲率的前后半徑(Rca 和 Rcp) ,以及空氣、間質(zhì)和房水的屈光指數(shù)(na)中獲得。角膜前后頂點與主要目標(biāo)平面和角膜圖像之間的距離可以根據(jù)這些數(shù)值計算出來(見附錄 A1)。

正能量植入物通常是雙凸透鏡,其表面可能具有相同的(對稱雙凸透鏡)或不同的(非對稱雙凸透鏡)近軸曲率。厚透鏡的光功率取決于其前表面和后表面的曲率,它們的分離距離(對應(yīng)于中央 IOL 厚度,di) ,與這些表面接觸的介質(zhì)之間的折射率變化以及透鏡本身。

自然或人工透鏡的威力表示為透鏡。它可以根據(jù)植入物的特征: 前后表面(Ria 和 Rip)的曲率、中心厚度 di、折射率和房水和玻璃體的屈光指數(shù)來計算。植入物的主要物體平面和圖像也可以從這些數(shù)值中計算出來(見附錄 A2)。

類似地,我們可以從近軸厚透鏡公式(見附錄 A3)計算出整個眼球(角膜 + 人工晶狀體)的主平面 He 和 H’e 的位置。

在厚透鏡模型中,描述屈光元件之間的距離涉及這些元件的主平面的位置: 角膜與植入物之間的距離減少到角膜的主影像平面的位置與 IOL 的主目標(biāo)平面之間的距離。

眼睛的屈光度可以用 Gullstream 公式(厚鏡片)表示:

其中 ELPT = H ′ cHi 在這里被稱為厚 IOL 的 ELP,即將角膜的主要圖像平面(H ′ c)與 IOL 的主要目標(biāo)平面(Hi)分離的距離。請注意,所有的代數(shù)距離必須轉(zhuǎn)換為米的數(shù)值應(yīng)用程序使用本文中提出的公式。


厚人工晶狀體解剖及 ELPs 的表達(dá)



近軸正視性人工晶狀體眼軸長度的解剖學(xué)和光學(xué)表達(dá)

這里的解剖學(xué)軸向長度對應(yīng)于連接角膜前頂點和中心凹感光器平面的值。光學(xué)生物計量器利用部分相干干涉技術(shù)提供角膜前頂點與視網(wǎng)膜色素上皮之間的距離。

對于正視眼,它等于距離 S1F ′ e,其中 F ′ e 是近軸示意性人工晶狀體眼的后焦點。

該方程可用于 ELPT 和 DC 的求解。圖1提供了正視性人工晶狀體眼的 ELPT 和 ALP 之間以及 ALA 和 ALT 之間關(guān)系的幾何表示。


Figure 1.
The ALA is the anatomic axial length, from the anterior surface of the cornea to the photoreceptors’ plane at the fovea F’e: it is equal to the distance S1 F’e. The ALT is the thick lens axial length, which connects the image principal plane of the cornea H’c to the photoreceptor's plane and is reduced by the distance HiH′iˉˉˉˉˉˉˉˉˉ separating the two principal planes of the IOL. ALP is the anterior lens position, connecting the corneal vertex S1 to the IOL vertex S3. ELPT is the effective thick lens position, joining the image principal plane of the cornea to the object principal plane of the IOL.


有效厚透鏡位置 ELPT 的確定

根據(jù)所考慮的眼睛的 SE 值,應(yīng)該區(qū)分以下兩種情況。

正視性人工晶狀體眼(術(shù)后 SE = 0)解決 ELPT 的方程7b 會導(dǎo)致以下黎曼顯式公式:

當(dāng) Di > 0時,± 號必須替換為-,當(dāng) Di < 0時,必須替換為 + 。

同樣的方程可以用來確定有效的薄透鏡位置,表示 ELPt,這將獲得在薄透鏡模型中的角膜和人工晶狀體有零厚度。它通常與前頂點、后頂點或主平面的位置不同。在這個場景中,S1S2 = S3S4 = 0,ALT = ALA。

屈光不正的人工晶狀體眼(術(shù)后 SE ≠0)在方程8中用 Dce 代替 Dc 后,可以計算屈光不正眼(SE ≠0)的 ELPT 值,其中 Dce 是功率等于 SE 的眼鏡片在角膜平面上的收斂與 Dc 之和,放置在距角膜頂點的距離 d (忽略距離 S1Hc)。


人工晶狀體設(shè)計對 ELPT 的影響

柯丁頓形狀因子(X)是測量透鏡彎曲的一種形式。它是使用通常的符號約定的曲率半徑的前面和后面的晶狀體(見附錄 C)。彎曲影響球面像差的數(shù)量和主平面相對于透鏡表面的位置。對于對稱的雙凸或雙凹透鏡,Coddington 形狀因子等于0。對于平凸透鏡(分別位于前面和后面的平透鏡表面) ,它等于 -1和1。它是小于-1或大于1的半月板透鏡,這取決于半徑的符號和它們的相對絕對值。

厚球面透鏡的光功率及其柯丁頓形狀因子是表征其成像質(zhì)量的基本參數(shù),而球面透鏡的球面像差則取決于其形狀。雙凸透鏡和雙凹透鏡在 -1(Ria →∞ ,平面后 IOL)和0(Rip →∞ ,平面前 IOL)之間有形狀因子。12對于相同的 ALP,光功率和中心厚度,形狀因子的變化導(dǎo)致 IOL 主平面的軸向位移(見附錄 A2方程 A6和 A7,分別取決于 Rip 和 Ria)。這種變化也會影響到參與 ELPT 計算的段 S3Hi 的長度(方程8)。


ELPT 對術(shù)后屈光狀態(tài)的影響


結(jié)果

從已知數(shù)據(jù)集中檢測 ELPT (H ′ cHi)和 ALP (S1S3)

了解眼鏡平面手術(shù)后眼球的 SE,計算所需的生物特征量以及晶狀體幾何形狀,第一步是使用方程9確定實現(xiàn)正視所需的角膜功率 Dce 的理論值。ALT 是根據(jù)方程6計算出來的。最后,我們使用方程8得到了 ELPT 的值。在這里我們提供了一個數(shù)值例子,其中角膜和人工晶狀體設(shè)計參數(shù)的全面描述是可用的。

術(shù)前生物測量參數(shù)值和術(shù)后屈光度:

Rca = 7.71 mm,Rcp = 6.91 mm; tc = 0.543 mm,ns = 1.376,na = 1.337,nv = 1.336,Ria = 36.68 mm,Rip = -12.23 mm,ni = 1.52,ti = 0.75 mm,Coddington 形狀因子 X = -0.5,ALA = 23.55 mm,SE = -1.25 D。

從這些值和使用適當(dāng)?shù)姆匠蹋覀兊玫?

Dc = 43.23 D (方程 A1) ,Di = 20 D (方程 A5) ,Dce = 42 D (方程9) ,S1H ′ c = 0.0522 mm (方程 A2) ,HiH ′ i = -0.0892 mm (方程 A8) ,ALT = 23.513 mm (方程6)

利用方程8,我們最終得到: ELPT = 3.758 mm。方程3b 允許得到人工晶狀體的物理位置,定義為角膜和人工晶狀體頂點之間的距離: ALP = S1S3 = 3.210 mm

這些數(shù)值數(shù)據(jù)被用來示意性地描述,雙光折射系統(tǒng),以及它們各自的主平面和顯著的距離在圖2中。


Figure 2.
A cross-sectional diagram of the refracting components of the paraxial schematic eye. The principal object and image planes of the cornea and IOL are plotted with dashed lines.


IOL植入設(shè)計對術(shù)后屈光度影響的測定

在這些模擬中,研究了與單焦點IOL的光學(xué)設(shè)計有關(guān)的參數(shù)對眼鏡平面折射率的影響。這樣就可以預(yù)測由于人工晶狀體設(shè)計變化引起的 ELPT 偏離其預(yù)期平面而引起的潛在的屈光不正。

為了評估IOL的光學(xué)設(shè)計對相同解剖位置的眼屈光度的影響,通過修改選定功率的人工晶狀體的 Coddington 形狀因子進(jìn)行了模擬。對于每個測試的 IOL 功率,在不同的 Ria 和 Rip 對中改變形狀因子的結(jié)果(參見附錄 C) ,但是前頂點和后頂點與角膜頂點保持相同的距離(S1S3和 IOL 厚度保持恒定,而不管 Coddington 形狀因子的取值)。這些理論實例的角膜參數(shù)都是相同的。對于每個測試的 IOL 配置,X 形狀因子的變化對 ELPT 的影響是使用方程 A6和方程3計算的。對于每個選定的 IOL 功率,使用方程7b 調(diào)整軸向長度以誘導(dǎo)雙凸對稱 IOL (X = 0)的正視。對于正功率,測定人工晶狀體的中心厚度,使觸覺結(jié)處直徑6mm 的光學(xué)厚度為250 ± 5微米。

對于不同的 IOL 功率(-5 D,5 D,15 D,25 D 和35 D) ,使用方法部分的1.5中描述的方法計算 ELPT 的形狀因子誘導(dǎo)變化對 SE 的影響,X 從 -1變化到 + 1為0.1步。對于每個計算(圖3a 至3e)繪制了 X =-1,X = 0,X = + 1和 ELPt (對應(yīng)于無厚度 IOL 的位置,使得考慮的眼正視)的 ELPT 的理論位置。

Figure 3.
(Top) Schematic representation of the position of the ELPT for specific geometries of the implant shown in section (left: X = 1, right: X = –1). The position of the ELPT is shown for X = –1, X = 0, and X = +1. The position of the ELPt (thin lens model) is also displayed. All distances (in mm) are computed from S1. (Bottom) ELPT shift and refraction variations predicted for an emmetropic eye with an IOL having zero form factor (X = 0, symmetrical biconvex IOL). (Inset) Summary of the results and main biometric variables used for the computations, including a fixed anatomic position (S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ), which value was chosen arbitrarily from commonly observed clinical cases. (a) Di = –5 D, S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ = 5.5 mm; (b) Di = 5 D, S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ = 5.0 mm; (c) Di = 15 D, S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ = 4.5 mm; (d) Di = 25 D, S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ = 4.0 mm; and (e) Di =35 D, S1S3ˉˉˉˉˉˉˉ = 3.5 mm.


討論

屈光狀態(tài)的改善需要更好的方法來預(yù)測術(shù)后人工晶狀體位置。16,17,18術(shù)后人工晶狀體位置的估計對于白內(nèi)障手術(shù)的人工晶狀體功率計算是必不可少的,也是射線追蹤中的一個關(guān)鍵變量。同樣,ELP 的預(yù)測也是提高機(jī)器學(xué)習(xí)人工晶體屈光度計算精度的一個重要問題。Holladay 等人率先發(fā)表了一篇黎曼顯式公式,用于計算薄透鏡模型中植入物的有效位置。后來,他們討論了等效功率的薄透鏡與厚透鏡的 ELP 之間的關(guān)系。在這項開創(chuàng)性工作時,測量角膜后表面并不是常規(guī)做法,這被認(rèn)為是單一的屈光表面。角膜的凈光功率是通過一個等于4/3的虛擬角膜折射率得到的。

人工晶狀體的有效功率取決于其幾何特征和其屈光表面的確切眼內(nèi)位置[21]。 ELP 的測定依賴于公式,不需要反映解剖學(xué)意義上的真實術(shù)后人工晶狀體位置。然而,了解人工晶狀體的幾何形狀使得使用厚透鏡近軸模型將人工晶狀體的光學(xué)估計位置與其估計的解剖位置聯(lián)系起來成為可能。Fernández 等[22]研究了測量的 ALP 和反演的 ELP 之間的關(guān)系,并證明了這兩個值之間的差異,這些差異是由理論眼模型中的假設(shè)引起的。

在這篇文章中,我們描述了一個黎曼顯式公式,它允許反向計算厚透鏡眼模型中人工晶狀體主要目標(biāo)平面的理論位置,該模型有四個屈光面,房水和玻璃體之間有不同的屈光指數(shù)。我們的工作可能有助于開發(fā)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,以提供預(yù)測術(shù)后 SE 的植入物位置的估計,如果已知 IOL 的幾何形狀,則可以從中推斷其估計的解剖位置。現(xiàn)代的 Scheimpflug 或 OCT 類型的角膜地形圖儀可以測量角膜前后表面的曲率及其厚度。相反,人工晶體制造商一般不公開這些幾何數(shù)據(jù)。然而,我們的研究結(jié)果預(yù)測,對于相同的解剖位置(角膜和 IOL 前頂點之間的距離,在我們的傍軸模型中定義為 S1S3) ,中高功率人工晶狀體設(shè)計的變化可以引起術(shù)后屈光的顯著變化。

植入物位置的定義取決于計算公式使用的模型: 由于傍軸薄透鏡公式假設(shè) IOL 具有零厚度,所以 ELP (在我們的模型中標(biāo)記為 ELPt)的計算不提供關(guān)于眼內(nèi)實際厚透鏡位置的任何直接信息。相反,在厚晶狀體眼模型中,ELP 對應(yīng)于角膜的主像面和人工晶狀體的主目標(biāo)面之間的距離。在我們的模型中,這個距離被標(biāo)記為“ ELPT”,并出現(xiàn)在第三個項的 Gullstrand 方程。對于給定的角膜和人工晶狀體總功率,只要知道 ELPT 值即可確定該雙光學(xué)折射分量的近軸屈光特性。一旦這些性質(zhì)已知,就有必要知道軸向長度,以預(yù)測眼睛的折射考慮。在我們的厚透鏡示意眼模型中,使用方程7計算所考慮的軸向長度被改變,因為它被連接角膜頂點到主角膜圖像平面 S1H ′ c 的段增大,并且被 IOL 的主平面 HiH ′ i 之間的間隙減小。這種變換在我們的傍軸模型中是可以預(yù)期的,因為它與系統(tǒng)主平面之間空隙的抑制相對應(yīng)。由于這些代數(shù)段的小尺寸和它們的相反符號,這種操作可能對涉及軸向長度的數(shù)值計算結(jié)果沒有臨床意義的后果。對于給定的人工晶狀體眼,方程7可用于在回歸計算(例如用于改善軸向長度超過25毫米的眼睛的 IOL 功率計算)的情況下反向計算優(yōu)化的軸向長度,其產(chǎn)生零的折射預(yù)測誤差

我們的計算允許估計相同名義功率但設(shè)計不同的人工晶狀體對術(shù)后屈光的影響。對于雙或平凸植入物(形狀因子范圍從 -1到 + 1) ,主要目標(biāo)平面的最大位移幅度等于中央 IOL 厚度減少主要平面之間的距離 HiH ′ i。ELPT 移位對術(shù)后屈光度的影響高度依賴于人工晶狀體的光功率。隨著植入物的厚度隨著功率的增加而增加,這種趨勢也隨之增加,我們計算出這些設(shè)計變化可以誘導(dǎo)約0.50和3.0 D 之間的術(shù)后折射變化,對于15D 至35D 的植入物功率因此,使用高指數(shù),更薄的植入物減少了光學(xué)設(shè)計變化的影響。我們沒有探討 ELPT 預(yù)測中角膜幾何形狀和功率的影響。使用傍軸矩陣光學(xué)計算,Schr?der 和 Langenbucher24研究了薄透鏡預(yù)測的 ELP 與實現(xiàn)相同折射的厚 IOL 的軸向位置(在本文中分別稱為 ELPt 和 ALP)之間的關(guān)系。他們發(fā)現(xiàn),對于 ELP 和 ALP 之間的差異,角膜功率的影響比晶狀體功率和設(shè)計的影響要小。

在所有情況下,ALP 都比 ELP 短,這一點在目前的工作中得到了證實,我們還發(fā)現(xiàn)厚透鏡的 ALP 必須放置在薄和厚 ELP 位置的前面才能達(dá)到相同的折射率。我們限制了我們的分析雙凸透鏡,雖然這些作者包括凹凸減去動力人工晶狀體。盡管后者確實增加了 ALP 和 ELP 之間的差異,但 ELPT 距離的變化對術(shù)后屈光的影響似乎相對較弱,對于低功率植入物,即使是負(fù)面植入物,其凸凹設(shè)計可以誘導(dǎo)其頂點位置與 ELPT 平面之間的更顯著的變化。長眼計算公式的改進(jìn)需要其他調(diào)整,而不是與植入物的實際位置相關(guān)的調(diào)整,這與眼睛后段的測量和當(dāng)前生物計量器用于從測量的光路長度推斷軸向長度的歷史假設(shè)有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)反映在最近的一項研究[27]中,厚透鏡 IOL 功率公式的準(zhǔn)確性沒有顯著差異,基于計算的與制造商的 IOL 數(shù)據(jù)對于22mm 及以上的 AL 的眼睛。Fernández 等[22]建議修改角膜的折射率,以糾正超出 ELP 預(yù)測范圍的錯誤,包括生物計量器的假設(shè)。

當(dāng)使用數(shù)據(jù)集進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練時,人工晶體的設(shè)計特性通常不為人所知。正如所料,薄透鏡 ELP 與對稱性雙凸厚透鏡 ELP (X = 0)不同,雖然差異很小,臨床意義不大。如果其他植入模型的設(shè)計在功率范圍內(nèi)相似且均勻,那么根據(jù)薄透鏡近似預(yù)測 ELP 的系統(tǒng)可能對其他植入模型相對有效,但是對于在特定功率間隔使用不同設(shè)計的中高功率透鏡,性能會降低。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的預(yù)測 ELP 的方法還有很多。這些方法通?;谛g(shù)前和術(shù)后獲得的光學(xué)相干斷層掃描,生物測量學(xué)和前段光學(xué)相干斷層掃描的參數(shù)。14,28-30在使用多目標(biāo)進(jìn)化算法評估 ELP 白內(nèi)障手術(shù)后預(yù)測準(zhǔn)確性的工作中,ELP 被定義為手術(shù)后3個月從角膜到人工晶狀體前表面的距離加上到假定的主要目標(biāo)點的距離。采用多目標(biāo)進(jìn)化算法和多個回歸分析(包括十幾個參數(shù))求得預(yù)測 ELP,并比較兩種方法的預(yù)測值和實測值(預(yù)測精度)之間的差異。研究表明,多目標(biāo)進(jìn)化算法的 ELP 預(yù)測比逐步多元回歸和 SRK/T、 Haigis 公式等傳統(tǒng)公式更準(zhǔn)確,且波動小。

我們的模型的傍軸性質(zhì)沒有考慮角膜和人工晶狀體的像差,這限制了它的準(zhǔn)確性,并且有幾種工具可以用來提供更好的眼睛光學(xué)描述,包括角膜像差和多色估計。32,33這可能對經(jīng)歷過角膜激光矯視的眼睛更重要

總之,我們已經(jīng)描述了一組方程來反演計算厚透鏡眼模型中人工晶狀體植入物的光學(xué)和解剖位置.35這使得有可能研究與植入物設(shè)計相關(guān)的因素的理論影響,其有效位置和可能由此引起的潛在折射變化。本文旨在提供有興趣的植入計算領(lǐng)域和相關(guān)問題的專家,以顯式方程的基礎(chǔ)上,旨在解決數(shù)值計算,有關(guān)問題的雙厚透鏡光學(xué)與四折射面。它也強(qiáng)調(diào)了人工晶狀體幾何學(xué)在人工晶狀體公式訓(xùn)練和計算過程中的重要性,特別是對于短眼睛。這些數(shù)據(jù)通常不是由制造商發(fā)布的; 在一個大多數(shù)眼睛的光學(xué)參數(shù)可以精確測量或預(yù)測的時代,這種共識應(yīng)該受到挑戰(zhàn)。

未來的研究可能會有興趣比較理論計算與實現(xiàn)的植入位置,使用成像技術(shù),如光學(xué)相干斷層掃描后白內(nèi)障手術(shù),36以提高模型的準(zhǔn)確性有用的理論公式和人工晶體功率計算的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。



參考

Gatinel D, Debellemanière G, Saad A, Dubois M, Rampat R. Determining the Theoretical Effective Lens Position of Thick Intraocular Lenses for Machine Learning-Based IOL Power Calculation and Simulation. Transl Vis Sci Technol. 2021 Apr 1;10(4):27. doi: 10.1167/tvst.10.4.27. PMID: 34004006; PMCID: PMC8088222.

文獻(xiàn)學(xué)習(xí)-厚透鏡ELP與機(jī)器學(xué)習(xí)的IOL功率計算的評論 (共 條)

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