马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算方法和软件

本发明属于医疗，具体来说，是关于一种基于基因型-表型关联性的马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算方法和软件。

背景技术：

1、马方综合征是最常见的遗传性结缔组织病，其发病率在十万分之六左右。约60％马方综合征的患者会出现晶状体不全脱位，从而表现为不同程度的屈光不正、视力低下甚至失明。晶状体摘除和人工晶状体植入术是目前唯一有效的根治方案。随着手术技术的不断进步，马方综合征患者的术后视力已有显著改善。然而由于马方综合征患者往往在儿童期接受晶状体手术，随着眼轴的发育，术后屈光度仍在变化之中，患儿远期屈光度往往难以预测。目前白内障医生对马方综合征先天性晶状体不全脱位患儿的度数预留方案往往参考先天性白内障患儿的方案，并结合自身经验进行选择，因此术后远期屈光度与设计值的误差往往较大。过深的近视度数往往使马方综合征患者产生自卑感，严重者甚至会出现矫正视力的下降；而过高的远视度数则不利于患者进行近距离工作，并且使得弱视训练更为困难。

2、马方综合征患者多数在3-4岁及之后接受晶状体手术，此时眼前段结构已接近成人水平，加之人工晶状体(iol)的屈光度相对固定，术后的眼轴变化是决定患者的近视漂移程度关键因素。因此，针对术后的眼轴变化构建预测模型，并基于术后眼轴优选人工晶状体度数，是改善患儿远期屈光状态的关键。

3、综上所述，目前亟需一种可以预测马方综合征患者接受人工晶状体植入术后屈光度改变的计算工具，并基于预设的目标年龄的屈光度，帮助白内障医生在患儿接受手术时进行人工晶状体度数的选择，从而达到理想的远期屈光状态，增加患儿和家长的满意度。

技术实现思路

1、针对马方综合征先天性晶状体不全脱位患者人工晶状体度数计算的现状，本发明旨在提供一种方便使用且具有较好预测准确性的人工晶状体度数计算方法和软件，以帮助白内障医生实现对马方综合征晶状体不全脱位患者的个体化诊疗，有效减少术后屈光误差，达到更理想的远期屈光状态。

2、本发明通过分析真实世界中马方综合征患者接受人工晶状体植入术后的眼轴发育规律，构建了眼轴预测模型，发现马方综合征患儿的眼轴增长速率与其致病基因fbn1的基因型密切相关。携带影响胱氨酸残基[dn(-cys)]和钙离子结合基序[dn(cab)]的显性负突变的患者以及携带单倍体剂量不足突变(hi)的患者，比携带其他突变类型[dn(others)]的患者有更高的眼轴增长率。同一年龄接受手术的患者，由于fbn1基因型的差异，可出现约300度左右的屈光误差，具有显著的临床意义。

3、基于以上发现，本发明提供了一种基于基因型-表型关联性的马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算方法和软件。

4、因此，本发明的第一个目的在于，提供一种马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算方法，包括如下步骤：

5、步骤一、构建术后眼轴预测模型：

6、所述术后眼轴预测模型的构建以马方综合征晶状体脱位数据库为样本，分析眼轴对数增长率与fbn1基因型的关联性，应用多元线性回归模型生成，其中：

7、所述预测模型的眼轴对数增长率公式如下：

8、ralg＝-10.231+0.563×preal+2.603×c

9、其中，ralg是眼轴的对数增长率，单位是mm/log10y；preal是术前眼轴长度，单位是mm；preal与术前年龄preage对应，术前年龄preage单位是y；c是fbn1的基因型系数:当突变类型为影响胱氨酸或钙离子结合基序的显性负突变[dn(-cys+cab)]或单倍体剂量不足突变(hi)时，c取1；当突变类型为其他突变类型时，c取0；

10、所述预测模型的术后眼轴长度公式如下：

11、

12、其中，postal是术后眼轴长度，单位是mm；postal与目标年龄postage对应，目标年龄postage单位是y；

13、步骤二、获取患者数据：

14、获取患者数据，将患者数据代入步骤一所述的术后眼轴预测模型公式，计算得到预测的术后眼轴长度postal；

15、步骤三、计算推荐的人工晶状体度数：

16、所述推荐的人工晶状体度数的计算公式应用haigis公式，根据步骤二得到的术后眼轴长度postal、以及设置的目标屈光度r计算推荐的人工晶状体度数；

17、基于得到的推荐的人工晶状体度数，分别+1.50d、+1.00d、+0.50d、-0.50d、-1.00d、-1.50d，得到模拟的人工晶状体度数；

18、步骤四、计算术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度：

19、根据推荐的人工晶状体度数或模拟的人工晶状体度数、以及术前眼轴长度preal或术后眼轴长度postal，计算术后即刻的屈光度r和目标年龄的屈光度r；

20、步骤五、获得计算结果：

21、所述计算结果包括患者目标年龄下的眼轴长度、推荐的人工晶状体度数以及所对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度、模拟的人工晶状体度数以及所对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度。

22、根据本发明，步骤二中所述患者数据包括：患者名称、出生日期、检查日期、眼轴(mm)、平均角膜曲率(d)、前房深度(mm)、目标年龄、和目标年龄下的屈光度、眼别(右眼或左眼)、以及fbn1基因突变类型(包括dn(-cys),dn(cab),dn(others)或hi)。

23、根据本发明，步骤三中所述haigis公式具体如下：

24、

25、其中，

26、

27、elp＝a0+a1×acd+a2×postal

28、其中，km是平均角膜曲率，单位是d；elp是术后人工晶状体有效位置，单位是mm；acd是前房深度，单位是mm；a0,a1,a2是内置的人工晶状体型号的参数；iolpower是人工晶状体度数，单位是d，所述人工晶状体度数以0.5d为变化单位，所述推荐的人工晶状体度数取iolpower最接近的值。

29、根据本发明，步骤四中计算术后即刻的屈光度r和目标年龄的屈光度r的公式如下：

30、

31、其中，

32、

33、elp＝a0+a1×acd+a2×al

34、其中，al为术前眼轴长度preal或术后眼轴长度postal，代入术前眼轴长度preal计算得到所述术后即刻的屈光度r，代入术后眼轴长度postal则计算得到所述目标年龄的屈光度r。

35、本发明的第二个方面，提供了一种马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算软件，基于如上所述的计算方法，所述计算软件包括输入模块、预测模型、计算模块、附加模块和输出模块，其中：

36、所述输入模块用于输入患者数据，所述患者数据包括：患者名称、出生日期、检查日期、眼轴(mm)、平均角膜曲率(d)、前房深度(mm)、目标年龄、和目标年龄下的屈光度、眼别(右眼或左眼)、以及fbn1基因突变类型(包括dn(-cys),dn(cab),dn(others)或hi)；

37、所述预测模型基于所述计算方法步骤一的术后眼轴预测模型，预测目标年龄的术后眼轴长度postal；

38、所述计算模块基于所述计算方法步骤三和步骤四的计算方法，计算得到推荐的人工晶状体度数、以及所对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度；

39、所述附加模块基于计算模块得到的推荐的人工晶状体度数，分别+1.50d、+1.00d、+0.50d、-0.50d、-1.00d、-1.50d得到模拟的人工晶状体度数，再代入计算模块，得到所述模拟的人工晶状体度数对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度；

40、所述输出模块用于输出所述计算方法步骤五的计算结果，包括患者目标年龄下的眼轴长度、推荐的人工晶状体度数以及所对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度、模拟的人工晶状体度数以及所对应的术后即刻的屈光度和目标年龄的屈光度。

41、根据本发明的优选实施例，所述计算模块基于python语言并以haigis公式为蓝本编写，并对眼轴长度超过25mm的患者数据进行wang-koch矫正。

42、根据本发明的优选实施例，常用iol型号的参数包括a0,a1,a2，所述参数已内置于所述计算模块内，所述iol型号包括rayner c-flex aspheric 920h or 970c、tecnispcb00 or zcb00、以及acrysof iq sn60at or sn60wf。

43、本发明的第三个方面，提供了如上所述的马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数的计算软件的使用方法，包括以下步骤：

44、步骤一、输入患者名称、出生日期、检查日期、眼轴、平均角膜曲率、前房深度、目标年龄和目标年龄下的屈光度，选择眼别和fbn1基因突变类型；

45、步骤二、点击计算；

46、步骤三、选择拟植入的人工晶状体型号；

47、步骤四、获得推荐的人工晶状体度数及对应的术后和目标年龄的屈光度。

48、本发明具有以下有益效果：

49、1、本发明的基于基因型-表型关联性的马方综合征晶状体不全脱位眼的人工晶状体度数计算方法及软件，以haigis-wk公式为蓝本，可以提高马方综合征患者人工晶状体度数计算的准确性。

50、2、本发明基于马方综合征患者眼轴预测模型，结合患者的眼部参数和fbn1基因型，可以实现马方综合征患者的个体化人工晶状体度数的计算。

51、3、本发明不仅可以计算给定人工晶状体度数的患者术后的屈光度，还可以计算对应的远期屈光度，从而优化术前人工晶状体度数的选择，以达到更理想的远期屈光状态。

52、4、本发明将依托互联网平台，为用户提供在线计算服务，为世界范围内的手术医生提供适用于马方综合征患者的人工晶状体度数计算方法，弥补区域间不同医疗机构诊疗水平的差异，从而有益于更多马方综合征患者。

53、5、本发明还会随着临床使用和远期随访观察不断优化模型参数，进一步提高预测的准确性。