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In‐vivo high‐frequency quantitative ultrasound‐derived parameters of the anterior sclera correlated with level of myopia and presence of staphyloma

巩膜 超声波 接收机工作特性 眼科 角膜 眼压 医学 支持向量机 线性回归 生物医学工程 数学 人工智能 计算机科学 统计 放射科
作者
Cameron Hoerig,Quan V. Hoang,Jonathan Mamou
出处
期刊:Clinical and Experimental Ophthalmology [Wiley]
标识
DOI:10.1111/ceo.14415
摘要

Abstract Background A high‐frequency point‐of‐care (POC) ultrasound instrument was used to evaluate the microstructural and biomechanical properties of the anterior sclera in vivo using parameters computed from quantitative ultrasound (QUS) methods. Methods In this cross‐sectional study, both eyes of 85 enrolled patients were scanned with the POC instrument and ultrasound data were processed to obtain QUS parameters. Pearson correlation and multi‐linear regression were used to identify relationships between QUS parameters and refractive error (RE) or axial length. After categorising eyes based on RE, binary support vector machine (SVM) classifiers were trained using the QUS or ophthalmic parameters (anterior chamber depth, central corneal thickness, corneal power, and intraocular pressure) to classify each eye. Classifier performance was evaluated by computing the area under the receiver‐operating characteristic curve (AUC). Results Individual QUS parameters correlated with RE and axial length ( p < 0.05). Multi‐linear regression revealed significant correlation between the set of QUS parameters and both RE ( R = 0.49, p < 0.001) and axial length ( R = 0.46, p = 0.001). Classifiers trained with QUS parameters achieved higher AUC (𝑝 = 0.06) for identifying myopic eyes (AUC = 0.71) compared to classifiers trained with ophthalmic parameters (AUC = 0.63). QUS‐based classifiers attained the highest AUC when identifying highly myopic eyes (AUC = 0.77). Conclusions QUS parameters correlate with progressing myopia and may be indicative of myopia‐induced microstructural and biomechanical changes in the anterior sclera. These methods may provide critical clinical information complementary to standard ophthalmic measurements for predicting myopia progression and risk assessment for posterior staphyloma formation.
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