Возможности применения нейросетевого анализа в диагностике синдрома «сухого глаза»

Распространённость синдрома «сухого глаза» варьирует от 6,5 до 95 %. Диагностические критерии основываются на разных методах и/или их сочетаниях и характеризуются неоднородностью.

Цель исследования. Выявление факторов риска развития синдрома «сухого глаза» для создания технологии ранней диагностики степени данного заболевания у лиц молодого возраста без сопутствующей глазной и общей соматической патологии.

Материалы и методы. Обследовано 50 пациентов в возрасте 24 [22; 27] лет. Проведено офтальмологическое обследование, включающее авторефрактометрию, визометрию, биомикроскопию, проведение пробы Норна, анкетирование по авторскому опроснику и оценку степени синдрома «сухого глаза» по тесту Оcular Surface Disease Index (OSDI). Сформировано три группы исследования: группа контроля (OSDI = 0–13 баллов); первая группа – пациенты, имеющие OSDI = 14–22 балла; вторая группа – пациенты, имеющие OSDI > 22 баллов.

Результаты. При изучении представленных независимых переменных наибольшую нормализованную важность имеет значение экранного времени (100 %), далее следуют время разрыва слёзной плёнки (58,4 %), курение (24,3 %), ночные смены (22,5 %) и ношение мягких контактных линз (11,1 %). Технология ранней диагностики степени синдрома «сухого глаза» реализована на базе многослойного персептрона, процент неверных предсказаний в процессе обучения которого составил 8,0 %. Структура обучаемой нейронной сети включала 8 входных нейронов (значение экранного времени и времени разрыва слёзной плёнки, наличие или отсутствие факта курения, ночные смены и/ или использование мягких контактных линз), два скрытых слоя, содержащих 3 и 2 единицы соответственно, и 3 выходных нейрона.

Заключение. Предложенная нейросеть не испытывает затруднений в оценке ранней диагностики тяжести синдрома «сухого глаза» и может быть использована в клинической практике.

1. Jones L, Downie LE, Korb D, Benitez-Del-Castillo JM, Dana R, Deng SX, et al. TFOS DEWS II management and therapy report. Ocul Surf. 2017; 15(3): 575-628. doi: 10.1016/j.jtos.2017.05.006

2. Stapleton F, Alves M, Bunya VY, Jalbert I, Lekhanont K, Malet F, et al. TFOS DEWS II epidemiology report. Ocul Surf. 2017; 15(3): 334-365. doi: 10.1016/j.jtos.2017.05.003

3. Онуфрийчук О.Н., Куроедов А.В. Распространенность синдрома «сухого глаза» в России. Клиническая офтальмология. 2021; 21(2): 96-102. doi: 10.32364/2311-7729-202121-2-96-102

4. Чупров А.Д., Воронина А.Е., Петросян Э.А. Профилактика снижения зрения школьников младшего возраста. Вестник Оренбургского государственного университета. 2018; 4(216): 95-100. doi: 10.25198/18146457-216-95

5. Останина Д.А., Коробинцева К.Н. Распространенность синдрома «сухого глаза» среди лиц молодого возраста. Вестник Совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. 2018; 1(1): 38-41.

6. Швайликова И.Е., Беликова Е.И. Оценка состояния глазной поверхности у пациентов с отягощенным общесоматическим анамнезом. Ранняя диагностика, способы лечения и профилактики. Офтальмохирургия. 2020; 4: 56-62. doi: 10.25276/0235-41602020-4-56-62

7. Тонконогий С.В., Коленко О.В., Васильев А.В. Изучение субъективного восприятия пациентом состояния структур глазной поверхности в зависимости от исходного уровня слёзопродукции после факоэмульсификации возрастной катаракты. Современные технологии в офтальмологии. 2019; 5: 148-151. doi: 10.25276/2312-4911-2019-5-148-151

8. Yoo TK, Oh E. Diabetes mellitus is associated with dry eye syndrome: A meta-analysis. Int Ophthalmol. 2019; 39(11): 26112620. doi: 10.1007/s10792-019-01110-y

9. Nair S, Kaur M, Sharma N, Titiyal JS. Refractive surgery and dry eye – An update. Indian J Ophthalmol. 2023; 71(4): 11051114. doi: 10.4103/IJO.IJO_3406_22

10. Chan TCY, Chow SSW, Wan KHN, Yuen HKL. Update on the association between dry eye disease and meibomian gland dysfunction. Hong Kong Med J. 2019; 25(1): 38-47. doi: 10.12809/ hkmj187331

11. Huang R, Su C, Fang L, Lu J, Chen J, Ding Y. Dry eye syndrome: Comprehensive etiologies and recent clinical trials. Int Ophthalmol. 2022; 42(10): 3253-3272. doi: 10.1007/s10792-022-02320-7

12. Бржеский В.В. Современные возможности патогенетически ориентированной терапии синдрома «сухого глаза». Вестник офтальмологии. 2023; 139(2): 95-103. doi: 10.17116/oftalma202313902195

13. Tsubota K, Pflugfelder SC, Liu Z, Baudouin C, Kim HM, Messmer EM, et al. Defining dry eye from a clinical perspective. Int J Mol Sci. 2020; 21(23): 9271. doi: 10.3390/ijms21239271

14. Watson S. Automated dry eye diagnostics: Are they ready for the clinic? Clin Exp Ophthalmol. 2022; 50(6): 585-586. doi: 10.1111/ceo.14133

15. Сафонова Т.Н., Зайцева Г.В., Кинтюхина Н.П. Эволюция методов диагностики синдрома сухого глаза. Вестник офтальмологии. 2023; 139(3-2): 81-89. doi: 10.17116/oftalma202313903281

16. Мальцев Д.С., Кудряшова Е.В. Цианокобаламинсодержащий лубрикант в составе местной терапии LASIKассоциированного синдрома «сухого глаза». Вестник офтальмологии. 2016; 132(1): 68-75. doi: 10.17116/oftalma2016132168-75

17. Norn MS. Tear secretion in normal eyes. Estimated by a new method: The lacrimal streak dilution test. Acta Ophthalmol. 1965; 43(4): 567-573. doi: 10.1111/j.1755-3768.1965.tb03693.x

18. Schiffman RM, Christianson MD, Jacobsen G, Hirsch JD, Reis BL. Reliability and validity of the Ocular Surface Disease Index. Arch Ophthalmol. 2000; 118(5): 615-621. doi: 10.1001/archopht.118.5.615

19. Мудров В.А. Алгоритм применения ROC-анализа в биомедицинских исследованиях с помощью пакета программ SPSS. Забайкальский медицинский вестник. 2021; (1): 148-153. doi: 10.52485/19986173_2021_1_148

20. Iqbal M, El-Massry A, Elagouz M, Elzembely H. Computer vision syndrome survey among the medical students in Sohag University Hospital, Egypt. Ophthalmol Res An Int J. 2018; 8: 1-8.

21. Munshi S, Varghese A, Dhar-Munshi S. Computer vision syndrome – A common cause of unexplained visual symptoms in the modern era. Int J Clin Pract. 2017; 71(7). doi: 10.1111/ijcp.12962

22. Lulla NH, Loganathan M, Balan VGM, Swathi S. Dry eye among medical students before and during COVID-19. Indian J Ophthalmol. 2023; 71(4): 1468-1471. doi: 10.4103/IJO.IJO_2786_22

23. Tangmonkongvoragul C, Chokesuwattanaskul S, Khankaeo C, Punyasevee R, Nakkara L, Moolsan S, et al. Prevalence of symptomatic dry eye disease with associated risk factors among medical students at Chiang Mai University due to increased screen time and stress during COVID-19 pandemic. PLoS One. 2022; 17: e0265733. doi: 10.1371/journal.pone.0265733

24. Pavithra S, Sundar MD. Assessment of dry eye symptoms and quality of sleep in engineering students during the COVID-19 pandemic. Int J Res Pharm Sci. 2020; 11: 1202-1207.

25. Ефимова Е.Л., Бржеский В.В., Панова И.Е., Александрова А.С., Зерцалова М.А., Порогер Я.М. Эффективность препаратов Ирифрин 2,5 % и Ирифрин-БК в лечении компьютерного зрительного синдрома. Российский офтальмологический журнал. 2017; 10(1): 74-79. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-1-74-79

26. Расстрига У.И. Исследование синдрома «сухого глаза» среди различных возрастных групп населения. Scientist. 2020; 3(13): 13.

27. Бирюкова Н.В., Нестерова Н.В., Уваров А.А. Влияние дистанционного обучения на здоровье учителей, школьников и студентов. Сборник статей V Международной научно-практической конференции «Инновационная траектория развития современной науки: становление, развитие, прогнозы». Петрозаводск; 2021: 149-154. doi: 10.46916/14012021-1-9785-00174-110-7

28. Жукова Е.А., Шитова О.В., Колеватых Е.П. Изменение показателей слёзопродукции и наличие воспалительных реакций у пациентов с контактной коррекцией зрения. Вятский медицинский вестник. 2017; 4(56): 67-70.

29. Астахов С.Ю., Рикс И.А. Опыт применения глазных капель Гилан Комфорт у пациентов после эксимерной хирургии. Офтальмологические ведомости. 2017; 10(4): 57-60. doi: 10.17816/OV10457-60

30. Майчук Д.Ю. Распространенность и тяжесть синдрома «сухого глаза» у пациентов с миопией, планирующих лечение методом LASIK. Вестник офтальмологии. 2019; 135(1): 74-83. doi: 10.17116/oftalma201913501174

31. Tariq MA, Amin H, Ahmed B, Ali U, Mohiuddin A. Association of dry eye disease with smoking: A systematic review and meta-analysis. Indian J Ophthalmol. 2022; 70(6): 1892-1904. doi: 10.4103/ijo.IJO_2193_21

32. Mohidin N, Jaafar AB. Effect of smoking on tear stabil ity and corneal surface. J Curr Ophthalmol. 2020; 32: 232-237. doi: 10.4103/JOCO.JOCO_70_20