基于SS-OCT的疏水性丙烯酸人工晶状体微泡定量新方法及其眩光效应评估

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对疏水性丙烯酸人工晶状体(IOL)术后微泡(glistenings)量化缺乏客观标准的问题,开发了基于扫频光学相干断层扫描(SS-OCT)的自动化分析方法,并与传统光镜和杂散光测量法对比。结果显示SS-OCT与光镜高度相关(R2=0.91),能精准评估微泡密度及所致眩光(straylight),为临床提供无创、可重复的量化工具,推动IOL材料优化与术后视觉质量评估。

  

论文解读

人工晶状体(IOL)植入术后常出现微泡(glistenings),这些充满液体的微空泡多见于疏水性丙烯酸材质IOL,虽近年工艺改进使其发生率降低,但仍是影响视觉质量的重要问题。研究表明,高密度微泡会引发前向光散射,导致患者出现眩光症状。然而,现有评估方法如裂隙灯显微镜、Scheimpflug成像或杂散光测量均存在主观性强、重复性差等局限,亟需开发客观定量的检测技术。

德国海德堡大学眼科研究所的M. Canberk Goktepe团队在《Scientific Reports》发表研究,提出基于扫频光学相干断层扫描(SS-OCT)的自动化微泡定量新方法。研究通过体外加速老化诱导25片五种IOL(包括AcrySof SN60WF、Clareon CNA0T0等)产生微泡,结合光镜、SS-OCT和杂散光仪(C-Quant)进行多模态分析,并纳入2例因微泡症状取出的临床IOL样本验证。

关键技术方法
研究采用0.9%氯化钠溶液45°C/24h+37°C/2.5h的加速老化 protocol 诱导微泡;使用ImageJ的Trainable Weka Segmentation(TWS)插件进行机器学习驱动的图像分割;SS-OCT(Anterion设备)以65层B扫描获取6mm3三维数据;杂散光测量通过湿盒装置计算IOL特异性散射值SIOL

研究结果

  1. 微泡密度与材质相关性
    光镜显示PY60AD微泡密度最高(2865±650 MV/mm2),MA60AC次之(249±53 MV/mm2),Clareon CNA0T0最低(1.83±2.66 MV/mm2)。SS-OCT结果趋势一致,但绝对值偏低(PY60AD: 212±35 MV/mm2),可能与设备分辨率(轴向<10μm)对<20μm微泡的漏检有关。

  2. 方法学对比
    SS-OCT与光镜呈强线性相关(R2=0.91),与杂散光中度相关(R2=0.77)。光镜-杂散光相关性(R2=0.80)略低于既往研究,或因实验流程中微泡密度随时间衰减。

  3. 临床样本验证
    取出的SN60WF IOL微泡密度(1369 MV/mm2)显著高于体外诱导组(208 MV/mm2),提示长期植入后微泡累积更严重,且患者术前眩光值(log(s)=1.63)高于体外测量值(10.65 deg2/sr),突显体内评估必要性。

结论与意义
该研究首次建立SS-OCT结合机器学习算法的微泡客观量化体系,其优势在于:

  1. 无创性:克服传统光镜需离体分析的局限;
  2. 三维评估:通过多B扫描捕捉微泡空间分布;
  3. 临床预测:强相关性证实SS-OCT可间接评估眩光风险。

研究为IOL材料优化(如Clareon系列低微泡特性)提供量化依据,未来通过设备分辨率提升和标准化扫描协议,SS-OCT有望成为临床评估视觉症状的金标准。

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