短眼轴眼中基于ESCRS计算器与Eyetemis平台的IOL度数计算公式比较：眼前节生物测量参数的影响

《PLOS One》：Comparison of IOL power calculation formulas in short eyes using ESCRS calculator and eyetemis: Influence of anterior segment biometry

　　

中文摘要翻译： 本研究比较了七种当代人工晶状体（IOL）度数计算公式在短眼轴眼中的屈光预测准确性，并评估了前房深度（ACD）和晶状体厚度（LT）对预测误差（PE）的影响。研究共纳入124只眼轴长度≤22.0 mm、接受无并发症超声乳化白内障手术并植入Tecnis ZCB00人工晶状体的患眼。研究人员通过ESCRS计算器获取Barrett Universal II、Cooke K6、EVO 2.0、Hill-RBF 3.0、Hoffer QST、Kane及Pearl-DGS的预测术后屈光度。公式性能通过Eyetemis平台实施的基于稳健截尾均值分析的准确度、精密度和精确度评估，同时结合传统PE指标及预设误差阈值内的患眼比例进行分析。平均眼轴长度为21.67±0.31 mm，平均植入IOL度数为25.2±1.6 D。Kane公式的截尾均值绝对PE低于Hoffer QST（0.376 vs. 0.445 D；p=0.014）。在临床相关误差阈值下，各公式间未观察到显著差异。ACD和LT与PE存在微弱且具有公式特异性的关联；然而，这些发现属于探索性结果，尚不具备临床可操作性。总体而言，当代计算公式在短眼轴眼中提供了大致相当的屈光准确性，尽管存在较小的公式特异性差异。

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一、研究背景与目的

人工晶状体（intraocular lens, IOL）度数计算历经数十年的持续演进，从早期基于回归分析的公式逐步发展为理论光学模型、多变量模型及人工智能驱动模型。第三代公式如SRK/T、Holladay 1和Hoffer Q引入了理论光学和前房深度（anterior chamber depth, ACD）预测机制，显著改善了广泛眼轴范围眼的屈光结果。第四代和第五代公式如Haigis、Holladay 2、Olsen及Barrett Universal II（BU II）通过纳入更多生物测量参数和优化有效晶状体位置（effective lens position, ELP）估计，进一步提升了预测准确性。与此同时，基于大数据的人工智能公式也应运而生，体现了IOL选择向个体化和精准化发展的趋势。

尽管取得了上述进展，短眼轴眼的IOL度数计算仍面临特殊挑战。在此类患眼中，生物测量或ELP预测中的微小误差可能被不成比例地放大，常导致远视性屈光意外。历史上，Hoffer Q被视为短眼轴眼的优选公式，但后续研究显示Haigis和BU II等公式表现更佳。然而，短眼轴眼的屈光可预测性仍存在较大变异性，尚无单一公式被证实具有普遍优势。欧洲白内障与屈光手术学会（ESCRS）IOL计算器在标准化生物测量条件下提供多种当代计算公式的统一访问入口，已在临床广泛采用。Eyetemis分析工具则作为基于网络的平台，能够采用稳健统计方法对等效球镜预测误差的准确度、精密度和精确度进行符合ISO标准的评估。本研究旨在利用ESCRS计算器和Eyetemis平台，在眼轴长度≤22.0 mm的短眼轴队列中，比较七种当代公式的屈光预测性能，并探索眼前节生物测量参数与公式特异性预测误差之间的关联。

二、研究设计与方法

本研究为回顾性研究，经首尔国立大学医院机构审查委员会批准。研究人员回顾性审查了采用IOLMaster 700获得的眼部生物测量数据，纳入标准包括年龄≥18岁、接受无并发症囊袋内IOL植入术、植入Tecnis ZCB00 IOL。排除标准涵盖既往或合并视网膜、青光眼或角膜手术、角膜病理、术中并发症及低质量生物测量数据。当患者双眼均符合纳入标准时，随机选择一眼进行分析。术后1个月进行主觉验光，等效球镜（spherical equivalent, SEQ）计算为球镜值加二分之一柱镜值。

预测误差（prediction error, PE）定义为术后SEQ与各公式基于植入IOL度数计算的预测SEQ之差。研究人员采用ESCRS在线IOL计算器计算七种公式的预测SEQ值，包括BU II、Cooke K6、EVO 2.0、Hill RBF 3.0、Hoffer QST、Kane和Pearl DGS，均使用计算器提供的默认常数，未进行机构特异性优化。统计分析方法包括Eyetemis平台（版本0.9.09）的稳健截尾均值分析，该平台依据ISO标准量化准确度、精密度和精确度；同时计算传统指标如平均PE（MPE）、平均绝对误差（MAE）、中位数绝对误差（MedAE）及各误差阈值内患眼比例。此外，研究人员通过Pearson相关系数分析ACD、LT与PE的相关性，并进行了基于中位数分层的亚组分析和多变量回归分析。

三、研究结果

1. 1.
   人口统计学与生物测量特征

研究共纳入124例患者的124只眼。平均手术年龄为71.1±10.0岁，其中114例（91.9%）为女性，69只眼（55.6%）为右眼。平均植入IOL度数为25.2±1.6 D，术后1个月平均SEQ为?0.39±0.66 D。平均眼轴长度为21.67±0.31 mm，确认了短眼轴人群特征。

1. 2.
   各公式屈光结果比较

七种公式的MPE分别为：BU II ?0.11±0.54 D、Cooke K6 0.29±0.52 D、EVO 2.0 ?0.06±0.52 D、Hill RBF 3.0 0.05±0.54 D、Hoffer QST ?0.27±0.54 D、Kane ?0.11±0.51 D和Pearl DGS 0.19±0.51 D。Cooke K6、Hill RBF 3.0和Pearl DGS呈远视倾向，而BU II、EVO 2.0、Hoffer QST和Kane呈近视倾向。

1. 3.
   Eyetemis分析结果

Eyetemis分析显示，BU II（p=0.034）、Cooke K6（p<0.001）、Hoffer QST（p<0.001）、Kane（p=0.026）和Pearl DGS（p<0.001）的截尾均值SEQ-PE显著偏离零，而EVO 2.0（p=0.159）和Hill RBF 3.0（p=0.310）未达显著水平。两两比较中，除BU II与Kane（p=0.956）外，所有公式的准确度均存在显著差异。精密度范围为0.372至0.413 D，仅Kane与Hoffer QST、Kane与Hill RBF 3.0之间存在显著差异。精确度方面，Kane的截尾均值绝对SEQ-PE显著低于Hoffer QST（0.376 vs. 0.445 D，p=0.014），其余两两比较均未达统计学显著。所有公式中，30–39%患眼在±0.25 D以内，58–66%在±0.50 D以内，77–86%在±0.75 D以内，89–95%在±1.00 D以内。Cochran's Q检验显示各误差阈值下公式间无显著差异。MPE调整后的敏感性分析中，MAE范围从调整前的0.407–0.477 D缩小至调整后的0.404–0.441 D，Cooke K6和Hoffer QST的调整后MAE有所改善。

1. 4.
   眼前节生物测量参数的影响

相关性分析显示，仅Cooke K6与ACD呈弱负相关（r=?0.18，p=0.047），提示浅前房眼中存在远视性PE倾向。Hoffer QST与LT呈弱正相关（r=0.23，p=0.011），提示随LT增加出现渐进性远视偏移。多变量回归分析中，较大LT与Hill-RBF 3.0（B=0.514 D/mm，Holm校正p=0.046）和Hoffer QST（B=0.634 D/mm，Holm校正p=0.005）的更正向PE相关，但ACD和LT均与绝对PE无独立关联。按中位ACD（2.44 mm）分层时，Cooke K6在浅ACD组的MAE显著高于深ACD组（0.55 vs. 0.41 D，p=0.030）。

四、讨论与结论

本研究表明，在短眼轴眼中，七种当代IOL计算公式的屈光准确性总体相当，仅存在较小的公式特异性差异。Kane公式在Eyetemis分析中显示最低的截尾均值绝对PE，但差异幅度较小，且在各临床相关误差阈值下未观察到公式间的显著差异，因此其数值优势应谨慎解读，不能据此确立Kane公式的明确临床优越性。Hoffer QST在默认常数条件下显示出较大的近视性MPE，提示其较高绝对误差可能部分归因于系统性偏倚而非公式固有性能，这一解释得到MPE调整后MAE改善的支持。

研究的主要优势在于联合使用ESCRS计算器和Eyetemis分析平台，能够在标准化网络计算器工作流程中比较多种当代公式，并通过稳健截尾均值方法区分系统性偏倚、精密度和绝对误差。然而，研究存在若干局限性：回顾性设计可能引入选择偏倚；样本量虽足以支持主要比较，但对于七种公式的多个终点和亚组分析仍相对有限；所有患者均植入单一IOL型号，限制了对其他晶状体设计的推广性；队列以女性为主，反映了短眼轴在女性中更高的患病率，但限制了向男性患者及其他人群的推广；术后屈光在1个月时评估，可能未达完全稳定；未进行机构特异性常数优化，可能影响公式性能，尤其对MPE较大的公式如Cooke K6和Hoffer QST。

研究结论为：在短眼轴眼中，现代IOL度数计算公式在ESCRS计算器工作流程内表现出大致相当的屈光结果，仅存在适度的公式特异性眼前节生物测量效应。在默认常数条件下，各公式在临床相关预测误差范围内差异较小，提示现代公式普遍能为短眼轴眼提供可接受的屈光准确性，而非存在某一明确优选的单一公式。