Br J Ophthalmol 1988 Bates

8/13/2019 Br J Ophthalmol 1988 Bates

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B r i t i s h J o u r n a l o f O p h t h a l m o l o g y , 1 9 8 8 , 7 2 , 4 0 9 - 4 1 2

B u l l o u s k e r a t o p a t h y : a s t u d y o f e n d o t h e l i a l c e l lm o r p h o l o g y i n p a t i e n t s u n d e r g o i n g c a t a r a c t s u r g e r yA K BATES AND H CHENGF r o m t h e E y e H o s p i t a l , W a l t o n S t r e e t , O x f o r d O X2 6AN

SUMMARY P r e o p e r a t i v e a n d p o s t o p e r a t i v e e n d o t h e l i a l c e l l m o r p h o l o g y was e x a m i n e d i n t h r e et y p e s o f p a t i e n t s p a r t i c i p a t i n g i n a r a n d o m i s e d , c o n t r o l l e d t r i a l o f c a t a r a c t s u r g e r y . T h e f i r s ts u s t a i n e d m o d e s t e n d o t h e l i a l c e l l l o s s a n d s e r v e d as c o n t r o l s , t h e s e c o n d a n d t h i r d s u s t a i n e d h i g hc e l l l o s s , b u t o n l y t h e l a t t e r p r o g r e s s e d t o b u l l o u s k e r a t o p a t h y . The t e c h n i q u e o f e x a m i n i n ge n d o t h e l i a l c e l l m o r p h o l o g y i s d e s c r i b e d a n d i t s v a l i d i t y a s s e s s e d . M e a s u r e s o f c e l l a r e a , n u m b e r o fs i d e s , s i d e l e n g t h , a n d v a r i a t i o n i n c e l l s i z e a n d c e l l s h a p e w ere u t i l i s e d . No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e swere f o u n d b e t w e e n t h e t h r e e groups b y any o f t h e p r e o p e r a t i v e m o r p h o l o g i c a l measures.F u r t h e r m o r e , p o s t o p e r a t i v e v a l u e s o f v a r i a t i o n i n c e l l s h a p e a n d c e l l s i z e d i d n o t d i f f e r s i g n i f i c a n t l yb e t w e e n t h e groups. No e v i d e n c e was f o u n d i n our p a t i e n t s t o s u p p o r t t h e h y p o t h e s i s t h a t e y e s a tp a r t i c u l a r r i s k o f d e v e l o p i n g b u l l o u s k e r a t o p a t h y may b e d i f f e r e n t i a t e d on t h e b a s i s o f t h e i rp r e o p e r a t i v e or e a r l y p o s t o p e r a t i v e e n d o t h e l i a l c e l l m o r p h o l o g y .

B u l l o u s k e r a t o p a t h y h a s b e c o m e t h e c o m m o n e s tc o n d i t i o n r e q u i r i n g p e n e t r a t i n g k e r a t o p l a s t y . 2 T h ei n c r e a s e i n i n c i d e n c e o f b u l l o u s k e r a t o p a t h y mayh a v e r e s u l t e d f r o m t h e i n c r e a s e d v o l u m e o f c a t a r a c ts u r g e r y , n e w s u r g i c a l t e c h n i q u e s , o r i n c r e a s e di m p l a n t a t i o n o f i n t r a o c u l a r l e n s e s o f v a r y i n g d e s i g n .T h e e x a c t c o n t r i b u t i o n o f e a c h p o t e n t i a l c a u s e h a sn o t b e e n d e t e r m i n e d , b u t a b e t t e r u n d e r s t a n d i n g i sd e s i r a b l e t o i d e n t i f y v u l n e r a b l e c a s e s a n d r i s k f a c t o r s .Much e m p h a s i s h a s b e e n p l a c e d r e c e n t l y o n t h em o r p h o l o g y o f t h e c o r n e a l e n d o t h e l i u m , 3 a n d as u g g e s t i o n h a s b e e n made t h a t e y e s d e v e l o p i n gb u l l o u s k e r a t o p a t h y may h a v e m o r e p r e o p e r a t i v ep o l y m o r p h i s m o r p l e o m o r p h i s m . T h e p u r p o s e o f t h i sp a p e r i s t o r e p o r t o n a n e x a m i n a t i o n o f e n d o t h e l i a lc e l l m o r p h o l o g y p r e - a n d p o s t o p e r a t i v e l y o f e y e sd e v e l o p i n g b u l l o u s k e r a t o p a t h y a n d c o m p a r e t h a t t of i n d i n g s i n c o n t r o l s .M a t e r i a l a n d m e t h o d sP a t i e n t s s t u d i e d w e r e p a r t i c i p a t i n g i n a r a n d o m i s e dc o n t r o l l e d t r i a l o f c a t a r a c t s u r g e r y w h i c h h a s b e e n i np r o g r e s s f o r s i x y e a r s , f o r f i v e o f w h i c h t h e r e w a s n ol o s s t o f o l l o w - u p e x c e p t t h r o u g h d e a t h . D e t a i l e da c c o u n t s o f t h e t r i a l d e s i g n a n d s u r g i c a l t e c h n i q u e sh a v e a l r e a d y b e e n r e p o r t e d . 4 T h e m a j o r i t y o fC o r r e s p o n d e n c e t o Hung C h e n g , FRCS.

p a t i e n t s w e r e t r e a t e d b y o n e e x p e r i e n c e d s u r g e o nwho c o n t r i b u t e d 2 7 4 e y e s o f 2 6 8 p a t i e n t s w i t h a meana g e o f 7 2 y e a r s a n d a r a n g e o f 5 5 - 8 9 y e a r s . A l l t h ep a t i e n t s i n t h e p r e s e n t s t u d y o n b u l l o u s k e r a t o p a t h yc o n t r i b u t e d o n l y o n e e y e i n t h e s t u d y a n d h a d o n l yo n e e y e o p e r a t e d o n a t t h e t i m e o f t h i s a s s e s s m e n t .P a t i e n t s w e r e r a n d o m i s e d i n t o o n e o f t h r e e t r e a t m e n tg r o u p s w h i c h w e r e :

G r o u p A . I n t r a c a p s u l a r e x t r a c t i o n f o l l o w e d b yc o n t a c t l e n s f i t t i n g .G r o u p B . I n t r a c a p s u l a r e x t r a c t i o n a n d i m p l a n t a -t i o n o f a n i r i s s u p p o r t e d l e n s - F e d e r o v I .G r o u p C . E x t r a c a p s u l a r e x t r a c t i o n a n d i m p l a n t a -t i o n o f a B i n k h o r s t t w o - l o o p i r i d o c a p s u l a r l e n s .

P a t i e n t s h a d e n d o t h e l i a l c e l l p h o t o g r a p h s t a k e np r e o p e r a t i v e l y , a t o n e m o n t h , s i x m o n t h s , a n d y e a r l ya f t e r s u r g e r y . C e l l d e n s i t i e s w e r e d e r i v e d i n a l lp a t i e n t s b y a c o u n t i n g m e t h o d w h i c h m a s k s t h ep a t i e n t s i d e n t i t y . T h e m e t h o d o f p h o t o g r a p h y 5 a n dp r e c i s i o n e s t i m a t e s 6 h a v e b e e n r e p o r t e d .A d e t a i l e d p r o t o c o l a n d s t r u c t u r e d f o l l o w - u pe n a b l e d u s t o i d e n t i f y t h r e e g r o u p s o f p a t i e n t s . T h ef i r s t g r o u p w e r e p a t i e n t s who u n d e r w e n t u n e v e n t f u ls u r g e r y a n d p o s t o p e r a t i v e r e c o v e r y a n d whos u s t a i n e d o n l y m o d e s t e n d o t h e l i a l c e l l l o s s ( m e a nc e l l l o s s s i x m o n t h s a f t e r o p e r a t i o n = 1 0 - 0 3 ,S D = 6 - 5 6 ) . T h i s g r o u p s e r v e d a s c o n t r o l s . T h es e c o n d g r o u p w e r e p a t i e n t s w h o s e s u r g e r y a n d / o r4 0 9

group.bmj.comon January 25, 2014 - Published bybjo.bmj.comDownloaded from
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A B a t e s a n d H C h e n gp o s t o p e r a t i v e r e c o v e r y w a s c o m p l i c a t e d a n d whos u s t a i n e d l a r g e c e l l l o s s i n t h e e a r l y p o s t o p e r a t i v ep e r i o d b u t d i d n o t d e v e l o p b u l l o u s k e r a t o p a t h y( m e a n c e l l l o s s s i x m o n t h s a f t e r o p e r a t i o n = 3 3 - 6 6 ,S D= 1 8 2 2 ) . T h e t h i r d g r o u p s u s t a i n e d l a r g e e n d o -t h e l i a l c e l l l o s s a n d d e v e l o p e d b u l l o u s k e r a t o p a t h y( m e a n c e l l l o s s s i x m o n t h s a f t e r o p e r a t i o n = 3 1 - 6 8 ,S D = 1 6 . 9 ) .P r e o p e r a t i v e a n d o n e m o n t h p o s t o p e r a t i v e e n d o -t h e l i a l c e l l p h o t o g r a p h s f r o m t h e s e t h r e e g r o u p s o fp a t i e n t s w e r e e n l a r g e d t o a l l o w a n a l y s i s o f c e l lm o r p h o l o g y . T h e o r i g i n a l m a g n i f i c a t i o n f a c t o r o f 1 4 8t i m e s w a s i n c r e a s e d t o 3 1 1 t i m e s a n d p h o t o g r a p h i cc o n t r a s t e n h a n c e m e n t t e c h n i q u e s w e r e u s e d i nd e v e l o p i n g t h e f i l m . T h e a p i c e s o f t h e e n d o t h e l i a lc e l l s w e r e t h e n d i g i t i s e d o n a S u m m a g r a p h i c s MM1 2 0 1 d i g i t i z i n g p a d w i t h a d i g i t i z i n g p e n a n d t h e d a t aa n a l y s e d b y a n IBM p e r s o n a l c o m p u t e r . D i g i t i s a t i o ni n t h i s c o n t e x t m e a n s t h e c h a r a c t e r i z a t i o n o f p o i n t s b ya s e t o f n u m b e r s . T h e d i g i t i z i n g t a b l e t e m p l o y e d w a sa b l e t o d e t e r m i n e t h e l o c a t i o n o f p o i n t s 0 - 6 2 5 mmw i t h r e p e a t a b i l i t y f o r t h e s a m e p o i n t o f 0 - 2 5 mm o rb e t t e r ( m a n u f a c t u r e r s s p e c i f i c a t i o n ) . F o r m o s tp h o t o g r a p h s 7 5 c e l l s w e r e d i g i t i s e d a n d i n o t h e r s am i n i m u m o f 5 0 c e l l s . E v i d e n c e f o r t h e a d e q u a c y o f a5 0 - c e l l s a m p l e h a s b e e n p r e s e n t e d b y B o u r n e . 7A p r o g r a m w a s d e v e l o p e d w h i c h , f r o m d i g i t i z a t i o no f t h e a p i c e s o f e n d o t h e l i a l c e l l s , w i l l c o m p u t e t h ea r e a o f i n d i v i d u a l c e l l s , t h a t o f t h e s m a l l e s t a n dl a r g e s t c e l l s , a r a n g e o f c e l l a r e a s , s i d e l e n g t h s a n dt h e n u m b e r o f s i d e s , a n d t h e p e r i m e t e r o f e a c h c e l l .From t h e s e b a s i c d a t a t w o f u r t h e r m e a s u r e s w e r ec o m p u t e d . As a n i n d e x o f v a r i a t i o n i n c e l l a r e a t h ec o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n w a s c a l c u l a t e d b y d i v i d i n g t h es t a n d a r d d e v i a t i o n o f t h e c e l l a r e a b y t h e mean c e l la r e a a n d t h e n e x p r e s s i n g t h i s a s a p e r c e n t a g e . T h i sr a t i o i s i n d e p e n d e n t o f c e l l s i z e a n d p r o v i d e s aq u a n t i t a t i v e m e a s u r e m e n t o f v a r i a t i o n i n c e l l a r e a( p o l y m e g a t h i s m ) . V a r i a t i o n i n c e l l s h a p e w a s q u a n t i -f i e d b y c o m p a r i n g t h e d i g i t i s e d c e l l s w i t h e q u i l a t e r a lh e x a g o n s . F o r a n e q u i l a t e r a l h e x a g o n t h e r a t i o o fa r e a : p e r i m e t e r 2 i s a c o n s t a n t ( s i n 6 0 0 / 1 2 o r 0 - 0 7 2 1 7 ) .T h e d e v i a t i o n o f d i g i t i z e d c e l l s f r o m h e x a g o n a l i t ymay b e e x p r e s s e d a s a p e r c e n t a g e a c c o r d i n g t o t h ee q u a t i o n [ ( A / p 2 ) / 0 . 0 7 2 1 7 ] x 1 0 0 , s u c h t h a t , i f t h e c e l li s a n e q u i l a t e r a l h e x a g o n , t h e i n d e x w i l l b e 1 0 0 . T h i sv a l u e i s a d i m e n s i o n l e s s e x p r e s s i o n o f v a r i a t i o n i n c e l ls h a p e ( p l e o m o r p h i s m ) w h i c h i s i n d e p e n d e n t o f s i z ea n d o r i e n t a t i o n . 8VALIDATION OF DIGITISATION TECHNIQUETo t e s t t h e a c c u r a c y o f t h e c o m p u t e r i s e d d i g i t i z a t i o n ,5 0 h e x a g o n s o f c a l c u l a t e d a r e a ( c o n f i r m e d b yw e i g h i n g ) w e r e d i g i t i s e d f i v e t i m e s .To e s t i m a t e p r e c i s i o n , 5 0 e n d o t h e l i a l c e l l s f r o mt w o s p e c u l a r m i c r o s c o p i c p h o t o g r a p h s w e r e d i g i t i s e d

T a b l e V a l i d a t i o n s t u d yD i g i l i s a t i o n Mean c e l l a r e a o fp r o c e d u r e L a r g e c e l l s S m a l l c e l l s5 0 C e l l s f r o m 2 2 8 7 - 8 5 2 - 9 1 3 4 - 1 0 1 8p h o t o s f i v e t i m e s S D= 1 - 0 o f mean S D= 1 - 3 o f m ean3 C e n t r a l p h o t o s o f 2 2 9 2 - 9 3 3 - 4 1 1 9 - 3 3 1 - 9p a t i e n t s S D= 2 o f mean S D= 1 - 6 o f m ean

f i v e t i m e s , o n e w i t h a p o p u l a t i o n o f l a r g e c e l l s a n d t h eo t h e r s m a l l c e l l s . T h u s f i v e mean c e l l a r e a s w e r eo b t a i n e d f o r e a c h p h o t o g r a p h .R e p r o d u c i b i l i t y w a s e x a m i n e d b y d i g i t i z i n g t h r e es p e c u l a r m i c r o p h o t o g r a p h s o f t h e c e n t r a l c o r n e a le n d o t h e l i u m f r o m t w o p a t i e n t s , a g a i n o n e w i t h l a r g ea n d t h e o t h e r w i t h s m a l l e n d o t h e l i a l c e l l s .R e s u l t sT h e v a l i d a t i o n s t u d y s h o w e d a h i g h d e g r e e o fa c c u r a c y , p r e c i s i o n , a n d r e p r o d u c i b i l i t y . A c c u r a c y :t h e mean v a l u e o f d i g i t i s i n g 5 0 h e x a g o n s o f c a l c u l a t e da r e a f i v e t i m e s d i f f e r e d f r o m t h e c a l c u l a t e d a r e a b yo n l y 3 * 1 5 . P r e c i s i o n : r e p e a t e d d i g i t i z a t i o n o f 5 0c e l l s f r o m a s a m p l e o f l a r g e a n d a s a m p l e o f s m a l l c e l l sp r o d u c e d a s t a n d a r d d e v i a t i o n o f 1 - 0 a n d 1 * 3 o f t h emean ( T a b l e 1 ) . As e x p e c t e d , t h e v a l u e w a s s m a l l e rf o r l a r g e c e l l s . T h e mean c e l l a r e a c o u l d b e m e a s u r e dw i t h a p r e c i s i o n o f 1 - 1 5 b y t h i s t e c h n i q u e .R e p r o d u c i b i l i t y : t h e v a r i a t i o n o f mean c e l l a r e ab e t w e e n t h e t h r e e p h o t o g r a p h s o f t h e same p a t i e n tw a s a b o u t 1 - 2 - 1 - 6 ( T a b l e 1 ) .T h e r e s u l t s o f t h e m o r p h o l o g i c a l a n a l y s i s o f p r e -o p e r a t i v e p h o t o g r a p h s f r o m t h e t h r e e g r o u p s o f e y e sa r e s h o w n i n T a b l e 2 . T h e r e w a s no s i g n i f i c a n td i f f e r e n c e i n t h e v a l u e s o f t h e d i f f e r e n t f e a t u r e se x c e p t f o r mean c e l l a r e a . T h e mean a r e a o f t h es m a l l e s t c e l l s i n e y e s d e v e l o p i n g b u l l o u s k e r a t o p a t h yw a s s i g n i f i c a n t l y l a r g e r , p r o b a b l y t h r o u g h i n c l u s i o no f t w o e y e s w i t h l o w c e l l d e n s i t y .One m o n t h p o s t o p e r a t i v e l y , a s e x p e c t e d , t h ev a l u e s o f a l l t h e f e a t u r e s e x a m i n e d w e r e s i g n i f i c a n t l yg r e a t e r i n t h e t w o g r o u p s , w i t h h i g h c e l l l o s s i nc o m p a r i s o n w i t h t h e c o n t r o l g r o u p . H o w e v e r ,n e i t h e r c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n n o r d e v i a t i o n f r o mh e x a g o n a l i t y s h o w e d a n y s i g n i f i c a n t c h a n g e . I n a f e wp a t i e n t s t h e p h o t o g r a p h s w e r e n o t o f g o o d e n o u g hq u a l i t y f o r d i g i t i s a t i o n .D i s c u s s i o nT h e v a l i d a t i o n s t u d y s h o w e d a h i g h d e g r e e o fa c c u r a c y , p r e c i s i o n , a n d r e p r o d u c i b i l i t y . Our r e s u l t so n p r e c i s i o n a n d r e p r o d u c i b i l i t y c o m p a r e v e r yf a v o u r a b l y w i t h t h o s e r e p o r t e d b y o t h e r s . 7

4 1 0



3/5

B u l l o u s k e r a t o p a t h y : a s t u d y o f e n d o t h e l i a l c e l l m o r p h o l o g y i n p a t i e n t s u n d e r g o i n g c a t a r a c t s u r g e r yT a b l e 2 M o r p h o l o g i c a l a n a l y s i s o f p r e o p e r a t i v ep h o t o g r a p h s

C o n t r o l s H i g h c e l l l o s s , B u l l o u sn = 1 5 p a t i e n t s n = 7 k e r a t o p a t h y ,p a t i e n t s n =9Mean c e l l a r e a 4 2 7 - 6 6 4 3 0 9 4 4 9 4 7 5tS D = 7 5 - 5 6 S D = 5 3 - 6 6 S D= 1 0 4 - 3 9Mean c e l l d e n s i t y 2 8 0 2 2 5 3 4 2 4 8 3SD=356 SD=410 SD=490Mean a r e a o f 1 8 0 7 1 1 7 0 8 1 2 3 3 . 8 2 *s m a l l e s t c e l l S D = 3 3 - 8 7 S D = 2 3 - 5 9 SD=61 5 1M e a n a r e a o f 8 55 0 8 8 6 5 7 6 9 3 3 5 9l a r g e s t c e l l S D= 1 7 6 - 8 8 S D = 2 1 2 - 1 0 S D = 2 2 1 - 9 4Mean n o . o f s i d e s 6 - 0 1 5 8 7 6 - 0 0p e r c e l l SD=0-14 SD=0 1 0 SD=0 0 9Mean s i d e l e n g t h 1 3 - 0 7 1 3 - 5 3 1 4 - 1 6S D = - 1 0 5 S D = 0 - 9 6 S D = 1 - 4 2C o e f f i c i e n t o f 3 1 - 0 9 3 0 - 4 1 2 8 - 5 8v a r i a t i o n SD=6 7 1 S D = 5 - 9 5 S D = 4 - 1 3D e v i a t i o n f r o m 9 2 - 9 8 9 2 - 2 6 9 3 5h e x a g o n a l i t y SD=1 4 3 SD=0 9 0 S D = 1 - 2 1C e l l d e n s i t y r a n g e s 1 3 3 3 1 1 8 6 1 2 6 0A r e a s i n t L m 2 ; d e n s i t y i n c e l l s / m m 2 ; l e n g t h i n , u m .* p = 0 - 0 5 v s c o n t r o l s . t N o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e f r o m c o n t r o l s .

P r e o p e r a t i v e a s s e s s m e n t o f e n d o t h e l i a l c e l lm o r p h o l o g y s h o w e d v a l u e s f o r m e a n c e l l a r e a c o n -s i s t e n t w i t h t y p i c a l e n d o t h e l i a l c e l l d e n s i t i e s f o r t h i sa g e g r o u p o f p a t i e n t s ( f o r e x a m p l e , f o r c o n t r o l s =2 3 3 8 c e l l s / m m 2 ) . 1 2 H e x a g o n s w e r e t h e m o s tc o m m o n l y o b s e r v e d c e l l s h a p e a s s h o w n b y t h e m e a nn u m b e r o f s i d e s - c l o s e t o s i x o b s e r v e d i n e a c h g r o u p( F i g . 1 . T h e v a l u e s f o r t h e c o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o nw e r e w i t h i n t h e r a n g e p r e v i o u s l y q u o t e d f o r p a t i e n t so b t a i n e d b e f o r e c a t a r a c t s u r g e r y 3 a n d s u g g e s t t h a t F r e q u e n c y o f S i d e Number

P r e - o p e r a t i v e7 0

6 0

5 0

3

2 0 -

1 0

4 5 6 7 8 9 1 0S i d e NumberZBK H i g h c e l l l o s s * C o n t r o l s

F i g . 1 F r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f t h e number o f s i d e s o f t h ec e l l s i n t h e t h r e e groups o f e y e s b e f o r e o p e r a t i o n .

c e l l s w e r e r e l a t i v e l y u n i f o r m i n s i z e . S i m i l a r l y v a l u e sf o r d e v i a t i o n f r o m h e x a g o n a l i t y w e r e a l l v e r y h i g h ,s u g g e s t i n g h o m o g e n e i t y o f c e l l s h a p e .I n t e r e s t i n g l y t h e r e w a s n o s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c eb e t w e e n t h e t h r e e g r o u p s o n a n y o f t h e p r e o p e r a t i v em o r p h o l o g i c a l m e a s u r e s s t u d i e d e x c e p t mean a r e a o ft h e s m a l l e s t c e l l a r e a b e t w e e n c o n t r o l s a n d b u l l o u sk e r a t o p a t h y ( B K ) p a t i e n t s . T h i s i s d u e t o t h e f a c t t h a tt w o o f t h e e y e s w i t h BK h a d a p r e o p e r a t i v e d e n s i t y o f< 2 0 0 0 c e l l s / m m 2 . I t h a s b e e n s u g g e s t e d t h a t c e l l u l a rp o l y m e g a t h i s m a n d p l e o m o r p h i s m r e f l e c t s u s c e p t -i b i l i t y t o s u r g i c a l t r a u m a 3 a n d i n p a r t i c u l a r p o s t -o p e r a t i v e c o r n e a l o e d e m a . 3 H o w e v e r , o u r r e s u l t ss u g g e s t t h a t f o r e y e s w i t h o u t p r e - e x i s t i n g d i s e a s ep r e o p e r a t i v e e n d o t h e l i a l m o r p h o l o g y d o e s n o td i f f e r e n t i a t e e i t h e r p a t i e n t s who w i l l u n d e r g o l a r g ee n d o t h e l i a l c e l l l o s s e s o r t h o s e who w i l l p r o g r e s s t ob u l l o u s k e r a t o p a t h y f r o m c o n t r o l s .P o s t o p e r a t i v e a n a l y s i s o f e n d o t h e l i a l c e l lm o r p h o l o g y r e v e a l e d e x p e c t e d i n c r e a s e s i n mean c e l la r e a a s w e l l a s a r e a o f t h e s m a l l e s t a n d t h e l a r g e s tc e l l s i n a l l g r o u p s , w i t h t h e a p p e a r a n c e o f c e l l s w i t ht h e g r e a t e r n u m b e r o f s i d e s i n t h e h i g h c e l l l o s sg r o u p s ( T a b l e 3 a n d F i g . 2 ) . H o w e v e r , w h i l e c e l l si n c r e a s e d i n s i z e , t h e f a i r l y c o n s t a n t v a l u e s f o rc o e f f i c i e n t o f v a r i a t i o n a n d d e v i a t i o n f r o m h e x -a g o n a l i t y s u g g e s t t h a t i n g e n e r a l t h e y i n c r e a s e du n i f o r m l y , s o t h a t v a r i a t i o n i n s i z e a n d s h a p eb e t w e e n c e l l s c h a n g e d l i t t l e . I t i s j u s t p o s s i b l e t h a t a to n e m o n t h a f t e r s u r g e r y c e n t r a l c e l l u l a r r e a r r a n g e -T a b l e 3 M o r p h o l o g i c a l a n a l y s i s o f p o s t o p e r a t i v ep h o t o g r a p h s

C o n t r o l s H i g h c e l l l o s s , B u l l o u sn = 1 2 p a t i e n t s n=6 k e r a t o p a t h y ,p a t i e n t s n =5M e a n c e l l a r e a 4 9 8 - 2 0 9 2 3 - 0 3 * * * 8 8 5 - 8 3 * * *S D = 6 4 - 0 3 S D = 2 3 2 - 4 6 S D = 5 6 - 5 2Mean c e l l d e n s i t y 2 4 3 6 1 2 9 4 1 6 0 2SD=269 SD=212 SD=69M e a n a r e a o f 2 4 4 - 0 6 3 8 3 - 2 6 * 4 3 2 - 3 4 * * *s m a l l e s t c e l l S D = 6 5 - 3 5 S D = 1 4 1 - 5 8 S D = 9 0 - 0 8Mean a r e a o f 9 2 6 - 4 6 1 7 9 2 - 0 9 * * * 1 5 2 9 - 3 0 * * *

l a r g e s t c e l l S D = 1 2 0 - 0 1 S D = 5 1 0 - 3 4 S D = 1 8 6 - 0 3Mean n o . o f s i d e s 5 - 9 7 6 - 2 1 * 6 - 0 7 *p e r c e l l S D = 0 - 1 0 S D = 0 - 2 2 S D = 0 - 0 5M e a n s i d e l e n g t h 1 4 - 3 1 1 8 - 6 1 * * * 1 8 - 8 6 * * *SD=0 8 6 S D = 2 - 5 6 SD=0-49C o e f f i c i e n t o f 2 8 5 5 3 1 - 3 9 t 2 6 - 2 8 tv a r i a t i o n S D = 3 - 5 8 S D = 5 - 0 1 S D = 1 - 9 5D e v i a t i o n f r o m 9 2 - 3 7 9 2 . 5 5 t 9 2 - 1 9 th e x a g o n a l i t y S D= 1 2 1 S D = 1 - 4 7 S D = 2 - 5 1C e l l d e n s i t y r a n g e s 7 0 7 5 5 1 1 3 3A r e a s i n [ L m 2 ; d e n s i t y i n c e l l s / m m 2 ; l e n g t h i n i n m .* * * p < O - O O l p < 0 - 0 1 v s c o n t r o l s . tNo s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e f r o m c o n t r o l s . p < 0 - 0 5

4 1 1



4/5

A K B a t e s a n d H C h e n g

7 0

6 05 0

` 4 0

2

0

Frequency o f S i d e NumberP o s t - o p e r a t i v e

4 5 6 7 8 9 1 0S i d e Number[]BK H i g h c e l l l o s s C o n t r o l s

F i g . 2 F r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n o f t h e number o f s i d e s o f t h ec e l l s f r o m t h e same eyes as i n F i g . 1 one m o n t h a f t e ro p e r a t i o n .ment t o compensate f o r c e l l l o s s may n o t h a v e b e e nc o m p l e t e d , b u t t h i s s h o u l d n o t h a p p e n t o t h e samed e g r e e i n a l l t h r e e groups. I t i s o f i n t e r e s t t h a tp a t i e n t s who l a t e r d e v e l o p e d c o r n e a l d e c o m p e n s a -t i o n d i d n o t s h o w s i g n i f i c a n t l y g r e a t e r p o l y m e g a t h i s mor c e l l u l a r p l e o m o r p h i s m t h a n e i t h e r c o n t r o l s oro t h e r p a t i e n t s w i t h h i g h c e l l l o s s .I n c o n c l u s i o n , our r e s u l t s d o n o t s u p p o r t t h eh y p o t h e s i s t h a t p a t i e n t s u n d e r g o i n g c a t a r a c t surgerywho are a t p a r t i c u l a r r i s k o f d e v e l o p i n g p o s t o p e r a t i v eb u l l o u s k e r a t o p a t h y may b e d i f f e r e n t i a t e d on t h eb a s i s o f t h e i r p r e o p e r a t i v e or e a r l y p o s t o p e r a t i v ee n d o t h e l i a l c e l l m o r p h o l o g y . We b e l i e v e t h a t anys i n g l e m e a s u r e o f t h e c o r n e a l e n d o t h e l i u m , w h e t h e ri t b e o f c e l l d e n s i t y or m o r p h o l o g y , h a s l i m i t e dp o t e n t i a l as a p r e d i c t o r o f outcome. D a t a f r o m t h i ss t u d y p r e s e n t e d e l s e w h e r e s u g g e s t t h a t t h e d e v e l o p -ment o f b u l l o u s k e r a t o p a t h y a f t e r c a t a r a c t surgerymay b e s t b e p r e d i c t e d b y c a r e f u l l o n g i t u d i n a lo b s e r v a t i o n o f r a t e o f e n d o t h e l i a l c e l l l o s s . 5

T h i s s t u d y w a s s u p p o r t e d b y t h e N a t i o n a l E y e I n s t i t u t e G r a n t N o .EY 0 2 6 7 7 - 0 6 . We t h a n k C e l i a T a g a r i f o r w r i t i n g t h e d i g i t i s a t i o np r o g r a m , L i n d a Wood f o r h e l p i n g w i t h t h e d i g i t i s a t i o n a n d p r e p a r -i n g t h e p a p e r , a n d Do n B a r b o u r f o r t h e p h o t o g r a p h i c w o r k .R e f e r e n c e s

T a y l o r DM A t l a s B F , Romanchuk KG S t e r n AL. P s e u d o -p h a k i c b u l l o u s k e r a t o p a t h y . O p h t h a l m o l o g y 1 9 8 3 ; 9 0 : 1 9 - 2 4 .2 S m i t h R E , M c D o n a l d HR N e s b u r n A B , M i n c k l e r D S .P e n e t r a t i n g k e r a t o p l a s t y : c h a n g i n g i n d i c a t i o n s , 1 9 4 7 - 1 9 7 8 . A r c hO p h t h a l m o l 1 9 8 0 ; 9 8 : 1 2 2 6 - 9 .3 R a o G , A q u a v e l l a J , G o l d b e r g S , B e r k S . P s e u d o p h a k i c b u l l o u sk e r a t o p a t h y : r e l a t i o n s h i p t o p r e - o p e r a t i v e c o r n e a l e n d o t h e l i a ls t a t u s . O p h t h a l m o l o g y 1 9 8 4 ; 9 1 : 1 1 3 5 - 4 0 .4 O x f o r d C a t a r a c t T r e a t m e n t a n d E v a l u a t i o n T e a m . 1 . C a t a r a c ts u r g e r y : i n t e r i m r e s u l t s a n d c o m p l i c a t i o n s o f a r a n d o m i s e dc o n t r o l l e d t r i a l . Br J O p h t h a l m o l 1 9 8 6 ; 7 0 : 4 0 2 - 1 0 .5 P r i c e NC C h e n g H . C o n t a c t a n d n o n - c o n t a c t s p e c u l a r m i c r o -s c o p y . Br J O p h t h a l m o l 1 9 8 1 ; 6 5 : 5 6 8 - 7 4 .6 C h e n g H , J a c o b s P M , M c P h e r s o n K , N o b l e M J . P r e c i s i o n o f c e l ld e n s i t y e s t i m a t e s a n d e n d o t h e l i a l c e l l l o s s w i t h a g e . A r c h

O p h t h a l m o l 1 9 8 5 ; 1 0 3 : 1 4 7 8 - 8 1 .7 B o u r n e WM . M o r p h o l o g i c a n d f u n c t i o n a l e v a l u a t i o n o f t h ee n d o t h e l i u m o f t r a n s p l a n t e d human c o r n e a . T r a n s Am O p h t h a l -m o l S o c 1 9 8 3 ; 8 1 : 4 0 3 - 5 0 .8 A l a n k o H . M i c r o c o m p u t e r a n a l y s i s f o r c o r n e a l e n d o t h e l i a l c e l lm o r p h o l o g y . A c t a O p h t h a l m o l ( K b h ) 1 9 8 3 ; 6 1 : 2 2 9 - 3 9 .9 S a w a M T a n i s h i m a T . T h e m o r p h o m e t r y o f t h e human c o r n e a le n d o t h e l i u m a n d f o l l o w u p o f p o s t o p e r a t i v e c h a n g e s . J p n JO p h t h a l m o l 1 9 7 9 ; 2 3 : 3 3 7 - 5 0 .1 0 W a r i n g GO K r o h n M A F o r d GE H a r r i s RR R o s e n b l a t t L S .F o u r m e t h o d s o f m e a s u r i n g human c o r n e a l e n d o t h e l i a l c e l l s f r o ms p e c u l a r m i c r o g r a p h s . A r c h O p h t h a l m o l 1 9 8 0 ; 9 8 : 8 4 8 - 5 5 .1 1 S t e f a n s o n A , M u e l l e r 0 , S u n d m a c h e r R . N o n - c o n t a c t s p e c u l a rm i c r o s c o p y o f t h e n o r m a l c o r n e a l e n d o t h e l i u m ; a s t a t i s t i c a le v a l u a t i o n o f m o r p h o m e t r i c p a r a m e t e r s . G r a e f e s A r c h K l i n E x pO p h t h a l m o l 1 9 8 2 ; 2 1 8 : 2 0 0 - 5 .1 2 O x f o r d C a t a r a c t T r e a t m e n t a n d E v a l u a t i o n T e a m . I I I . L o n gt e r m c o r n e a l e n d o t h e l i a l c e l l l o s s a f t e r c a t a r a c t s u r g e r y . A r c hO p h t h a l m o l 1 9 8 6 ; 1 0 4 : 1 1 7 0 - 5 .1 3 B o u r n e WM B r u b a k e r R F , O F a l l o n M . U s e o f a i r t o d e c r e a s ee n d o t h e l i a l c e l l l o s s d u r i n g i n t r a o c u l a r l e n s i m p l a n t a t i o n . A r c hO p h t h a l m o l 1 9 7 9 ; 9 7 : 1 4 7 3 - 5 .1 4 S c h u l t z RD M a t s u d a M Y e e R W E d e l h a u s e r H F , S c h u l t z K J .C o r n e a l e n d o t h e l i a l c h a n g e s i n t y p e I a n d t y p e I I d i a b e t e sm e l l i t u s . Am J O p h t h a l m o l 1 9 8 4 ; 9 8 : 4 0 1 - 1 0 .1 5 B a t e s AK C h e n g H , H i o r n s RW. P s e u d o p h a k i c b u l l o u s k e r a t o -p a t h y : r e l a t i o n s h i p w i t h e n d o t h e l i a l c e l l d e n s i t y a n d u s e o f ap r e d i c t i v e c e l l l o s s m o d e l . C u r r E y e R e s 1 9 8 6 ; 5 : 3 6 3 - 6 .A c c e p t e d f o r p u b l i c a t i o n 3 0 M a r c h 1 9 8 7 .

4 1 2



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Br J Ophthalmol 1988 Bates

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