Eignung unterschiedlicher korneal topographischer Maßzahlen zur Diagnose des frühen Keratokonus

Zusammenfassung

Hintergrund

Zur Diagnose frühester Keratokonusstadien wurden in den letzten Jahren zahlreiche neue Verfahren entwickelt. Ziel der Studie war die Überprüfung konventioneller keratometrischer Indices auf ihre Eignung, Augen mit frühen Keratokonus (KK)-Stadien von normalen Augen zu unterscheiden.

Methoden

Von 33 Augen mit frühem KK (Gruppe 1), 16 Augen mit subklinischem KK (Gruppe 2) und 121 Normalaugen (Gruppe 3) wurden aus den axialen Kurvaturdaten der kornealen Topographie folgende Maßzahlen berechnet: zentrale Keratometrie (cK), Astigmatismus (AST), parazentrale inferior-superiore Brechwertdifferenz (PISD), Verkippung der radialen Achsen (SRAX), KISA%-Index, eine Diskriminanzfunktion aus den KISA%-Parametern AST, SRAX, cK und PISD (DKISA), korneales C₃ ⁻¹ und eine Diskriminanzfunktion aus kornealen Zernike-Koeffizienten (1.–7. Ordnung, Pupillendurchmesser 6 mm). „Receiver-Operating-Charakteristik“ (ROC)-Kurven wurden erstellt und die Fläche unter der Kurve (A _zROC) berechnet, um die diagnostische Trennschärfe dieser Werte zur Unterscheidung von Augen mit frühem und subklinischem KK von normalen Kontrollen zu evaluieren.

Ergebnisse

Mit den ursprünglich publizierten kritischen Werten hatten der Rabinowitz-McDonnell-Test (cK und PISD) und der KISA% eine unzureichende Sensitivität. Durch Anpassung der kritischen Werte mit ROC-Analyse konnte die Trennschärfe deutlich gesteigert werden. PISD (A _zROC 1 vs. 3: 1; 2 vs. 3: 0,947) und C₃ ⁻¹ (A _zROC 1 bzw. 0,98) waren die beiden Einzelwerte mit höchster Trennschärfe. Durch Gewichtung der KISA-Parameter und Zernike-Koeffizienten mit Diskriminanzanalyse konnten 100% der Augen der Gruppe 1 (DKISA) und 96,7% der Augen der Gruppe 2 (DA) korrekt klassifiziert werden.

Schlussfolgerung

Durch Absenkung der Trennkriterien gegenüber den publizierten Werten ließen sich für keratometrische Indices hohe Trennschärfewerte erzielen, die allerdings nicht ganz an die Trennschärfe von wellenfrontbasierten Maßzahlen heranreichten.

Abstract

Background

For the detection of early stages of keratoconus (KC) several metrics have been developed in recent years. The aim of the study was to assess the suitability of keratometric indices to discriminate between eyes with early and subclinical KC from normal eyes.

Methods

From 33 eyes with early KC (group 1), 16 eyes with subclinical KC (group 2) und 121 normal eyes (group 3) the following metrics were computed from axial keratometric data: central keratometry (cK), astigmatism (AST), paracentral inferior-superior keratometric difference (PISD), skew of the steepest axes index (SRAX), the KISA% index, a discriminant function from the KISA% parameters AST, cK, PISD and SRAX (DKISA), corneal C₃ ⁻¹ and a discriminant function from corneal Zernike coefficients (1^st-7^th order, pupil diameter 6 mm). The discriminative ability of these metrics between KC and normal eyes was assessed using receiver operating characteristic (ROC) curves and measuring the area under the curve (A _zROC).

Results

Applying the published criteria, the Rabinowitz-McDonnell test (cK and PISD) and KISA% lacked sensitivity. Adjustment of critical values using ROC curve analysis improved the discriminative ability. The PISD (A _zROC 1 versus 3: 1, 2 versus 3: 0.947) and C₃ ⁻¹ (A _zROC 1 and 0.98, respectively) metrics were the two single parameters with the highest discriminative ability. By weighting KISA parameters and Zernike coefficients with discriminant analyses, 100% of group 1 eyes (DKISA) and 96.7% of group 2 eyes (DA) were correctly classified.

Conclusion

After lowering the critical values the keratometric indices yielded a high discriminative ability for the detection of early KC stages. However, the excellent classification rates for wavefront-based metrics were not achieved.