Agreement between total corneal astigmatism calculated by vector summation and total corneal astigmatism measured by ray tracing using Galilei double Scheimpflug analyzer

Abstract

Purpose: To evaluate the agreement between total corneal astigmatism calculated by vector summation of anterior and posterior corneal astigmatism (TCAVec) and total corneal astigmatism measured by ray tracing (TCARay). Methods: This study enrolled a total of 204 right eyes of 204 normal subjects. The eyes were measured using a Galilei double Scheimpflug analyzer. The measured parameters included simulated keratometric astigmatism using the keratometric index, anterior corneal astigmatism using the corneal refractive index, posterior corneal astigmatism, and TCARay. TCAVec was derived by vector summation of the astigmatism on the anterior and posterior corneal surfaces. The magnitudes and axes of TCAVec and TCARay were compared. The Pearson correlation coefficient and Bland–Altman plots were used to assess the relationship and agreement between TCAVec and TCARay, respectively. Results: The mean TCAVec and TCARay magnitudes were 0.76 ± 0.57 D and 1.00 ± 0.78 D, respectively (P < 0.001). The mean axis orientations were 85.12 ± 30.26° and 89.67 ± 36.76°, respectively (P = 0.02). Strong correlations were found between the TCAVec and TCARay magnitudes (r = 0.96, P < 0.001). Moderate associations were observed between the TCAVec and TCARay axes (r = 0.75, P < 0.001). Bland–Altman plots produced the 95% limits of agreement for the TCAVec and TCARay magnitudes from −0.33 to 0.82 D. The 95% limits of agreement between the TCAVec and TCARay axes was −43.0 to 52.1°. Conclusion: The magnitudes and axes of astigmatisms measured by the vector summation and ray tracing methods cannot be used interchangeably. There was a systematic error between the TCAVec and TCARay magnitudes. Resumen: Objetivo: Evaluar la concordancia entre el astigmatismo corneal total calculado mediante suma de los vectores del astigmatismo corneal anterior y posterior (TCAVec), y el astigmatismo corneal total medido mediante trazado de rayos (TCARay). Métodos: Este estudio incluyó a un total de 204 ojos derechos de 204 sujetos normales. Los ojos se midieron utilizando un analizador Galilei de doble cámara Scheimpflug. Los parámetros medidos incluyeron el astigmatismo queratométrico simulado utilizando el índice queratométrico, el astigmatismo corneal anterior utilizando el índice refractivo corneal, el astigmatismo corneal posterior, y TCARay. TCAVec se calculó mediante la suma de los vectores del astigmatismo en las superficies corneales anterior y posterior. Se compararon las magnitudes y ejes de TCAVec y TCARay. Se utilizaron el coeficiente de correlación de Pearson y los diagramas de Bland-Altman para valorar la relación y concordancia entre TCAVec y TCARay, respectivamente. Resultados: Los valores medios de las magnitudes TCAVec y TCARay fueron 0,76 ± 0,57 D y 1 ± 0,78 D, respectivamente (P < 0,001). Las orientaciones medias del eje fueron 85,12 ± 30,26 grados y 89,67 ± 36,76 grados, respectivamente (P = 0,02). Se encontraron fuertes correlaciones entre las magnitudes de TCAVec y TCARay (r = 0,96, P < 0,001). Se observaron asociaciones moderadas entre los ejes de TCAVec y TCARay (r = 0,75, P < 0,001). Los diagramas de Bland-Altman establecieron un 95% de límite de acuerdo para las magnitudes de TCAVec y TCARay de -0,33 a 0,82 D. Los límites de acuerdo del 95% entre los ejes de TCAVec y TCARay fueron de -43 a 52,1 grados. Conclusión: Las magnitudes y ejes de los astigmatismos medidos mediante suma de vectores y trazado de rayos no pueden intercambiarse. Se produjo un error sistemático entre las magnitudes de TCAVec y TCARay. Keywords: Total corneal astigmatism, Ray tracing, Vector summation, Palabras clave: Astigmatismo corneal total, Trazado de rayos, Suma de vectores