Correlations and correction factors in different types of tonometry. Biomechanics and biogeometry of fibrous membrane of the eye. Report 2

PURPOSE: To assess correlation between biogeometric parameter - central corneal thickness (CCT) and biomechanical parameters - corneal hysteresis (CH) and corneal resistance factor (CRF); to evaluate the clinical significance of parameters of Ocular Response Analyzer® (ORA): corneal-compensated IOP (ORAcc), Goldmann-correlated IOP (ORAg), CH and CRF in diagnosis and monitoring of various forms of glaucoma. METHODS: 476 healthy subjects and 356 patients with glaucoma were examined. 150 patients (230 eyes) underwent ORA examination in groups: healthy, open-angle glaucoma, angle-closure glaucoma, normal pressure glaucoma. Comparative evaluation of ORA parameters was performed using Student t-test. The dependence on CCT and IOP level, valuated by different applanation tonometers (by Maklakov, Goldmann, Icare®), was assessed with a simple regression analysis with calculation of coefficient of determination (r²). Using single-linkage clustering the closeness of relationship of biomechanical parameters CH and CRF, biogeometric index of CCT and indices of ORAcc and ORAg in norm and in various types of glaucoma were defined. Values, corresponding to p<0.05, were considered statistically significant. RESULTS: «Thin» cornea (<520 pm) occurs 3.5 times more frequently in patients with glaucoma. In Normal Pressure Glaucoma (NPG) CCT is 491.35+21.23 pm. The CCT was associated with IOP by Maklakov (r² = 0.3) and with IOP by Goldmann (r² = 0.38); (dependence in 30% of cases). CCT wasn't associated with IOP by Icare (r² = 0.00024) (correlation CCT - Icare was not found). In healthy subjects and patients with POAG with normalized IOP the ratio ORAcc / ORAg and CH / CRF demonstrate the close relationship and aims at «1». In patients with NPG the ratio IOPcc / IOPg is 1,5+1,04, which indicates the absence of true IOP compensation and imbalance of intraocular hydrodynamics. CONCLUSION: 1. Index CCT <520 pm gives the greatest error in the assessment of the true IOP. 2. The relations ORAcc / ORAg and CH / CRF, equal or appoximate to the value «1», can be regarded as ORA-criteria of normalizing intraocular hydrodynamics. 3. Assessment of correlation ORA parameters (the ratio ORAcc / ORAg and CH / CRF) allow measuring the level of hydrodynamic processes, to specity the diagnosis, to assess the choice of therapy, and, if necessary, making adjustments to the treatment for adequate compensation of IOP and stabilization of glaucomatous process.

биомеханика наружной капсулы, Ocular Response Analyzer® (ORA), центральная толщина роговицы, глаукома, аппланационная тонометрия, corneal biomechanics, Ocular Response Analyzer® (ORA), central corneal thickness, glaucoma, applanation tonometry

1. Глаукома. Национальное руководство / под ред. Е.А. Егорова. М.: ГОЭТАР-Медиа, 2013; 824 с

2. Terminology and guidelines for glaucoma. 4th Edition. / ed. EGS-European Glaucoma Society. London: Publicomm., 2014: 191 p.

3. Балалин С.В., Фокин В.П. Факторы риска и толерантное внутриглазное давление при первичной открытоугольной глаукоме. Вестник Оренбургского государственного университета 2013; 153(4): 32-35.

4. Нестеров А.П., Бунин А.Я., Кацнельсон Л.А. Внутриглазное давление. Физиология и патология. М.: Наука, 1974; 381 с

5. Бауэр С.М., Воронкова Е.Б. Модели неклассических теорий анизотропных оболочек в задачах биомеханики глаза. Вестник нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского 2011; 4: 2000-2001

6. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Петров С.Ю. Особенности биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. Глаукома 2012; 4: 7-11

7. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. К вопросу о нормальных значениях биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза. Глаукома 2012; 3: 5-11

8. Якушев В.Л., Цибульский В.Р. Исследование по биомеханике глаза

9. Luce D.A. Determining in vivo biomechanical properties of cornea with an ocular response analyzer. J Cataract Refract Surg 2005; 31: 156-162. 10. Акопян А.И., Еричев В.П., Иомдина Е.Н. Ценность биомеханических параметров глаза в трактовке развития глаукомы, миопии и сочетанной патологии. Глаукома 2008; 7(1): 9-14

10. Luce D.A. Determining in vivo biomechanical properties of cornea with an ocular response analyzer. J Cataract Refract Surg 2005; 31: 156-162.

11. Акопян А.И., Еричев В.П., Иомдина Е.Н. Ценность биомеханических параметров глаза в трактовке развития глаукомы, миопии и сочетанной патологии. Глаукома 2008; 7(1): 9-14.

12. Lie J., Roberts C.J. Influence of corneal biomechanical properties on intraocular pressure measurement: quantitative analysis. J Cataract Refract Surg 2005; 31: 146-155.

13. Lau W., Pye D. A clinical description of ocular response analyzer measurements. IOVS 2011; 52 (6): 2911-2916.

14. Copt R.P., Thomas R., Mermoud A. Corneal thickness in ocular hypertension, primary open-angle glaucoma, and normal tension glaucoma. Arch Ophthalmol 1999;117: 14-16.

15. Doughty M.J., Zaman M.L. Human corneal thickness and its impact on intraocular pressure measures: a review end metaanalysis approach. Surv Ophthalmol 2000; 44: 367-408.

16. Ланг Т.А., Сесик М. Как описать статистику в медицине. Аннотированное руководство для авторов, редакторов и рецензентов / пер. с англ. под ред. В.П. Леонова. М.: Практическая медицина; 2011; 480 с.

17. Алферова М.А., Михалевич И.М., Рожкова Н.Ю. Основы прикладной статистики (использование программы STATISTICA в медицинских исследованиях). Учебное пособие, выпуск III. Иркутск: РИО ИГИУВа, 2006; 92 c

18. Abitbol O., Bouden J., Doan S. Corneal hysteresis measured with the Ocular Response Analyser® in normal and glaucomatous eyes. Acta Ophthalmologica 2009; 88: 116-119.

19. Manni G., Oddone F., Parisi V. et al. Intraocular pressure and central corneal thickness. Prog Brain Res 2008; 173: 25-30.

20. Gordon M.O., Beiser J.A., Brandt J.D. The Ocular Hypertension Treatment Study: baseline factors that predict the onset of primary open-angle glaucoma. Arch Ophthalmol 2002; 120(6): 714-720.

21. Shimmyo M., Ross A.J., Moy A. et al. Intraocular pressure, Goldmann applanation tension, corneal thickness, and corneal curvature in Caucasians, Asians, Hispanics and African-Americans. Am J Ophthalmol 2003; 136: 603-613.

22. Mansouri K., Leite M.T., Weinreb R.N. et al. Association between corneal biomechanical properties and glaucoma severity. Am J Ophthalmol 2012; 153(3): 419-427.

23. Doughty M.J., Zaman M.L. Human corneal thickness and its impact on intraocular pressure measures: a review and metaanalysis approach. Surv Ophthalmol 2000; 44: 367-408.

24. Casson R.J., Abraham L.M., Newland H.S. et al. Corneal thickness and intraocular pressure in a nonglaucomatous Burmese population: the Meiktila Eye Study. Arch Ophthalmol 2008; 126: 981-985.

25. Ocular Response Analyzer’s User Guide (Version B). Buffalo, N.Y.: Reichert Ophthalmic Instruments; 2005; 43.

26. Montard R., Kopito R., Touzeau O. et al. Ocular Response Analyzer: feasibility study and correlation with normal eyes (in French). J Fr Ophthalmol 2007; 30: 978-984.

27. Shah S., Laiquzzaman M., Cunliffe I. et al. The use of the Reichert Ocular Response Analyzer to establish the relationship between ocular hysteresis, corneal resistance factor and central corneal thickness in normal eyes. Cont Lens Anterior Eye 2006; 29: 257-262.

28. Kotecha A., Elsheikh A., Roberts C.R. Corneal thickness and age-related biomechanical properties of the cornea measured with the ocular response analyzer. Invest Ophthalmol Vis Sci 2006; 47: 5337-5347.

29. Kamiya K., Shimizu K., Ohmoto F. Effect of aging on corneal biomechanical parameters using the ocular response analyzer. J Refract Surg 2009; 25: 888-893.

30. Макашова Н.В., Гофан Ч., Васильева А.Е. Влияние разгрузочных медикаментозных проб на биомеханические параметры корнеосклеральной оболочки глаза у больных с впервые выявленной глаукомой. Национальный журнал глаукома 2015; 14(1): 5-11.

31. Аветисов С.Э., Мамиконян В.Р., Казарян Э.Э., Шмелева-Демир О.А., Мазурова Ю.В., Рыжкова Е.Г. и др. Новый скрининговый метод определения толерантного внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2009; 125(5): 3-7

32. Аветисов С.Э., Петров С.Ю., Бубнова И.А., Антонов А.А., Аветисов К.С. Влияние центральной толщины роговицы на результаты тонометрии (обзор литературы). Вестник офтальмологии 2008; 124(5): 1-7

33. Еричев В.П., Еремина М.В., Якубова Л.В., Арефьева Ю.А. Анализатор биомеханических свойств глаза в оценке вязко-эластических свойств роговицы в здоровых глазах. Глаукома 2007; 1: 11-15

34. Еремина М.В., Еричев В.П., Якубова Л.В. Влияние центральной толщины роговицы на уровень внутриглазного давления в норме и при глаукоме. Глаукома 2006; 4: 78-83

35. Астахов Ю.С., Потемкин В.В. Толщина и биомеханические свойства роговицы: как их измерить и какие факторы на них влияют. Офтальмологические ведомости 2008; 1(4): 36-43