8种现代人工晶状体度数计算公式在亚洲眼轴长度≥32.00毫米的眼中的准确性

向静|何文文|乔琦|孟佳琪|张可可|杜宇|程凯文|卢毅|朱向佳

复旦大学眼耳鼻喉医院眼科研究所，上海，200031，中国

摘要

目的

比较8种现代人工晶体（IOL）度数计算公式在亚洲眼轴长度（AL）≥32.00毫米的眼中的准确性。

设计

回顾性观察研究，旨在比较IOL度数计算公式。

对象

共纳入330名亚洲白内障患者的眼睛，其眼轴长度（AL）≥32.00毫米。排除了之前接受过眼部手术、有威胁视力的角膜疾病或手术并发症的眼睛。

方法

评估了8种公式的准确性：Barrett Universal II、Cooke K6、EVO 2.0、Hill-RBF 3.0、Kane、Pearl-DGS、Hoffer QST和Zhu-Lu。为了最小化系统性的屈光偏差，将每个公式和每种IOL模型的预测误差（PE）值算术调整为零。由于Hill-RBF和Kane的输入限制为35.00毫米，因此分别在主要组（32.00毫米≤AL<35.00毫米，n=307）和超长组（AL≥35.00毫米，n=23）中分析了屈光结果。还评估了PE与AL之间的相关性。

主要结果指标

均方根绝对误差（RMSAE）、中位数绝对误差（MedAE）以及预测误差在±0.50 D范围内的眼睛百分比。

结果

在主要组中，Zhu-Lu显示出最低的RMSAE（0.562 D），Cooke K6紧随其后（0.563 D）。Cooke K6获得了最低的MedAE（0.271 D），其次是EVO和Pearl-DGS（均为0.272 D）。Pearl-DGS在±0.50 D范围内的眼睛比例最高（75.24%），而Zhu-Lu在±1.00 D范围内的比例最高（93.49%）。Hoffer QST的RMSAE最高（0.682 D），MedAE最高（0.369 D），在±0.50 D范围内的比例最低（61.89%）。在较小的超长组中，Zhu-LU的RMSAE最低（0.438 D），在±0.50 D范围内的比例最高（78.26%），而Cooke K6的MedAE最低（0.281 D）。Hoffer QST随着AL的增加显示出最大的远视偏移。

结论

在眼轴长度≥32.00毫米的眼睛中，现代公式在预测准确性方面存在明显差异。基于多个准确性的综合评估，Cooke K6、EVO、Pearl-DGS和Zhu-Lu是这一特定人群的临床优选选项，尽管它们在各个指标上的优势不同。

引言

高度近视，通常定义为眼轴长度（AL）超过26毫米，是全球视力障碍的主要原因之一。^1,2 在东亚，近视的发病率特别高。^2,3

高度近视的眼睛中白内障发展得更早，因此需要在相对较年轻的年龄进行手术干预。⁴ 尽管现代白内障手术可以显著改善视力功能，但在高度近视的眼睛中实现准确的屈光预测仍然具有挑战性，尤其是那些眼轴长度极长的眼睛。⁵ 长眼容易发生术后远视误差，因为传统公式倾向于生成不足的IOL度数。⁶ 这种不准确性主要来自两个原因。首先，后葡萄肿眼睛的AL测量可能存在偏差，因为测量信号可能对应于葡萄肿的最深处而不是黄斑，从而高估了真实的AL。^6,7 其次，对于极长的眼睛，传统公式可能不太可靠，因为有效镜片位置（ELP）的估计仍然是一个重要的误差来源，且这些公式的性能可能在超出其最初开发范围的AL下下降。^5,6

为了解决这些限制，外科医生现在可以使用基于不同原理的先进公式。欧洲白内障和屈光外科医师协会（ESCRS）的计算器整合了七种现代选项。Barrett Universal II（BUII）基于旁轴光线追踪，将IOL视为厚镜片，使其在各种患者群体中表现良好。^8,9 Cooke K6和EVO 2.0是厚镜片散焦公式，EVO基于正视化理论。^10,11 Kane公式和Hoffer QST都结合了机器学习支持来增强薄镜片概念。^10,11 Hill-RBF 3.0采用了一种不同的方法，是一种纯粹的数据驱动人工智能公式。^8,11 Pearl-DGS结合了厚镜片模型和AI。^10,11 除此之外，Zhu-Lu公式是一种专门针对高度近视眼睛开发的集成机器学习模型。¹²

尽管有这些进步，但在极端情况（AL≥32.00毫米）下选择最佳公式的文献中仍存在关键差距。高度近视影响了10%到20%的东亚人口，来自中国、新加坡和日本的流行病学研究表明，高度近视及其相关的轴延长在该地区负担严重。^{2, 13, 14, 15} 然而，这些患者通常被归入更广泛的高度近视队列（AL>26毫米），导致独立研究的缺乏。^{16, 17, 18, 19} 此外，除了Zhu-Lu之外，大多数公式都是从一般的高加索人群中推导出来的，而在这些人群中高度近视的发病率较低。¹² 这导致训练数据集中极长眼睛的代表性不足，可能会影响这一特定亚组的预测准确性。¹² 此外，由于亚洲人群的眼部解剖结构可能与高加索人群不同，将这些公式直接应用于具有极端轴延长的亚洲眼睛需要严格的验证。²⁰ 为了解决这一关键需求，我们利用了上海高度近视研究组的临床数据库（ClinicalTrials.gov标识符NCT03062085）。该前瞻性研究于2015年在复旦大学眼耳鼻喉医院建立，持续招募接受白内障手术的高度近视患者，从而为评估极端轴延长眼睛中公式的性能提供了宝贵的临床资源。

因此，本研究旨在评估7种ESCRS公式和Zhu-Lu公式在亚洲白内障患者（眼轴长度≥32.00毫米）中的屈光预测准确性。通过确定这一罕见但临床具有挑战性的群体中最稳健的公式，我们希望提供基于证据的指导，以优化这些患者的屈光结果。

章节片段

方法

这项回顾性观察研究得到了复旦大学眼耳鼻喉医院机构审查委员会的批准，并在注册于www.clinicaltrials.gov（NCT03062085）的上海高度近视研究框架下进行。所有程序均遵循赫尔辛基宣言的原则。在白内障手术前，从所有患者那里获得了使用临床数据的书面知情同意。

特征

整个队列的人口统计学和生物测量特征按主要组（32.00毫米≤AL<35.00毫米）和超长组（AL≥35.00毫米）分层总结在表1中。主要组包括307只眼睛，AL范围为32.00至34.86毫米，而超长组包括23只眼睛，AL范围为35.01至36.46毫米（独立样本t检验，P<0.001）。两组在年龄、眼睛

讨论

在极端AL的眼睛中实现准确的目标屈光仍然是一个重要的临床挑战。^5,6,24 虽然这种情况在高加索人群中相对少见，但在东亚高度近视非常普遍，这使得在管理亚洲白内障患者时成为一个临床重要问题。²⁵ 然而，之前评估这一极端范围计算公式的研究往往受到样本量有限的限制。^{17,18, 26} 为了克服这一限制，

目录声明

本研究比较了330只眼轴长度为32.00毫米或更长的亚洲白内障眼睛中的8种现代人工晶体度数计算公式。Cooke K6、EVO、Pearl-DGS和Zhu-Lu在多个准确性指标上表现良好，尽管它们的相对优势不同。这些发现可能有助于指导极端轴延长的公式选择，而超过35.00毫米的结果需要谨慎解释。

CRediT作者贡献声明

向静：撰写——原始草稿、可视化、方法学、正式分析、数据管理、概念化。何文文：撰写——原始草稿、验证、方法学、正式分析、数据管理、概念化。乔琦：验证、调查。孟佳琪：验证、调查。张可可：验证、调查。杜宇：验证、调查。程凯文：验证、调查。卢毅：撰写——审阅与编辑、监督、资源。朱向佳：撰写

致谢

资金/支持：本研究得到了中国国家重点研发计划（2024YFC2510800）、国家自然科学基金（82271069、82371040、82122017、81870642、81970780、81470613和81670835）、上海市科学技术委员会科技创新行动计划（23Y11909800）、上海“医学人才新星”青年发展计划等的研究资助。

写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT（GPT-5.4；OpenAI）进行少量语言编辑。该AI工具仅用于语言润色，并未对研究的科学内容做出贡献。使用该工具后，作者根据需要审阅和编辑了内容，并对出版物的内容负全责。