Konfokal Retinal Görüntüleme Kullanılarak Sağlıklı Genç Erişkinlerde Koni Fotoreseptör Parametrelerinin Gözler Arası Uyumunun ve Biyometrik İlişkilerinin Ön Değerlendirmesi

Öz

Bu çalışmada, sağlıklı genç erişkinlerde konfokal koni analiz sistemi kullanılarak ölçülen koni fotoreseptör parametrelerinin gözler arası uyumu ve göz içi tekrarlanabilirliği ile bu parametrelerin oküler dominans ve aksiyel uzunluk ile ilişkileri değerlendirildi. Bu kesitsel çalışmaya 47 sağlıklı katılımcının 94 gözü dahil edildi. Koni yoğunluğu ve koni çapı, MicroClear CRO sistemi (MicroClear Biomedical Co., Ltd., Suzhou, Çin) kullanılarak elde edilen fovea merkezli 3 × 3 mm görüntülerden ölçüldü. Magnifikasyon düzeltmesi uygulanmış ve orijinal düzeltilmemiş koni ölçümleri analiz edildi. Gözler arası uyum, eşleştirilmiş karşılaştırmalar, sınıf içi korelasyon katsayıları (ICC) ve Bland–Altman analizi kullanılarak değerlendirildi. Göz içi tekrarlanabilirlik, her gözden elde edilen iki tekrarlı ölçüm kullanılarak denek içi standart sapma, tekrarlanabilirlik katsayısı (CoR), ICC ve Bland–Altman analizi ile değerlendirildi. Aksiyel uzunluk ile ilişkiler Spearman korelasyon analizi ve genelleştirilmiş tahmin denklemi (GEE) modelleri kullanılarak incelendi. Magnifikasyon düzeltmesi uygulanmış koni yoğunluğu (ortalama fark, −763 hücre/mm²; %95 güven aralığı [GA], −2.799 ile 1.273; p = 0,455; ICC = 0,679) veya koni çapı (ortalama fark, 0,07 μm; %95 GA, −0,12 ile 0,27; p = 0,455; ICC = 0,359) açısından gözler arasında anlamlı fark saptanmadı. Otomatik segmentasyon hatası bulunan dört ölçüm dışlandıktan sonra, hem koni yoğunluğu (CoR = 4.937 hücre/mm²; ICC = 0,924) hem de koni çapı (CoR = 0,40 μm; ICC = 0,941) için göz içi tekrarlanabilirlik yüksekti. Koni fotoreseptör parametreleri dominant ve nondominant gözler arasında da benzerdi. Katılımcı düzeyinde, magnifikasyon düzeltmesi uygulanmış koni yoğunluğu ile aksiyel uzunluk arasında orta düzeyde negatif korelasyon saptandı (Spearman ρ = −0,545; p < 0,001) ve bu ilişki düzeltilmiş GEE modelinde de anlamlılığını korudu (β = −5.914,39 Ç İ S. Karaca et al. Journal of Uludağ University Medical Faculty 52, 1966222, 2026 2 hücre/mm²/mm; %95 GA, −8.567,73 ile −3.261,06; p < 0,001). Buna karşılık, aksiyel uzunluk ile düzeltilmemiş koni yoğunluğu arasında katılımcı düzeyindeki korelasyon analizinde (Spearman ρ = −0,121; p = 0,419) veya düzeltilmiş GEE modelinde (β = −1.798,92 hücre/mm²/mm; %95 GA, −4.104,46 ile 506,62; p = 0,126) anlamlı ilişki saptanmadı. Bu bulgular, segmentasyon hatası bulunan ölçümler dışlandığında göz içi tekrarlanabilirliğin iyi olduğunu, aksiyel uzunluk ile koni yoğunluğu arasındaki ilişkinin ise magnifikasyon düzeltme işlemine duyarlı olduğunu ve bu nedenle dikkatle yorumlanması gerektiğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Koni fotoreseptörleri
• Konfokal retinal görüntüleme
• Aksiyel uzunluk
• Gözler arası uyum
• Oküler dominans
• Koni yoğunluğu

Etik Beyan

Etik Kurulu Karar No. 97, Karar Tarihi: 27 Ağustos 2025

Preliminary Evaluation of Interocular Agreement and Biometric Associations of Cone Photoreceptor Metrics in Healthy Young Adults Using Confocal Retinal Imaging

Öz

This study evaluated the interocular agreement and within-eye repeatability of cone photoreceptor metrics measured using a confocal cone analysis system in healthy young adults, as well as their associations with ocular dominance and axial length. This cross-sectional study included 94 eyes from 47 healthy participants. Cone density and cone diameter were measured from fovea-centered 3 × 3 mm images obtained using the MicroClear CRO system (MicroClear Biomedical Co., Ltd., Suzhou, China). Magnification-corrected and original uncorrected cone measurements were analyzed. Interocular agreement was assessed using paired comparisons, intraclass correlation coefficients (ICC), and Bland–Altman analysis. Within-eye repeatability was evaluated from two repeated measurements per eye using the within-subject standard deviation, coefficient of repeatability (CoR), ICC, and Bland–Altman analysis. Associations with axial length were examined using Spearman correlation and generalized estimating equation (GEE) models. No significant interocular differences were observed for magnification-corrected cone density (mean difference, −763 cells/mm²; 95% confidence interval [CI], −2,799 to 1,273; p = 0.455; ICC = 0.679) or cone diameter (mean difference, 0.07 μm; 95% CI, −0.12 to 0.27; p = 0.455; ICC = 0.359). After exclusion of four measurements with automated segmentation failure, within-eye repeatability was good for both cone density (CoR = 4,937 cells/mm²; ICC = 0.924) and cone diameter (CoR = 0.40 μm; ICC = 0.941). Cone photoreceptor parameters were also similar between dominant and nondominant eyes. At the participant level, magnification-corrected cone density showed a moderate negative correlation with axial length (Spearman ρ = −0.545; p < 0.001), and this association remained significant in the adjusted GEE model (β = −5,914.39 cells/mm²/mm; 95% CI, −8,567.73 to −3,261.06; p < 0.001). In contrast, axial length was not significantly associated with uncorrected cone density in either the participant-level correlation analysis (Spearman ρ = −0.121; p = 0.419) or the adjusted GEE model (β = −1,798.92 cells/mm²/mm; 95% CI, −4,104.46 to 506.62; p = 0.126). These findings indicate good within-eye repeatability after exclusion of segmentation-failure measurements, while the association between axial length and cone density was sensitive to the magnification-correction procedure and should therefore be interpreted cautiously.

Anahtar Kelimeler

• Cone photoreceptors
• Confocal retinal imaging
• Axial length
• Interocular agreement
• Ocular dominance
• Cone density

Etik Beyan

Ethics Committee Decision No. 97, Decision Date: August 27, 2025

Kaynakça

1. 1. Behar-Cohen F, Gelize E, Jonet L, et al. [Anatomy of the retina]. Med Sci (Paris) 2020; 36: 594–599. 20200702. DOI: 10.1051/medsci/2020094.
2. 2. Lamb TD. Why rods and cones? Eye (Lond) 2016; 30: 179–185. 20151113. DOI: 10.1038/eye.2015.236.
3. 3. Zhang T, Godara P, Blanco ER, et al. Variability in Human Cone Topography Assessed by Adaptive Optics Scanning Laser Ophthalmoscopy. Am J Ophthalmol 2015; 160: 290–300 e291. 20150430. DOI: 10.1016/j.ajo.2015.04.034.
4. 4. Zhou WD, Dong L, Shi HX, et al. Cone mosaic in eyes with varied axial length using adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy. Photodiagnosis Photodyn Ther 2025; 52: 104517. 20250208. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2025.104517.
5. 5. Dabir S, Mangalesh S, Schouten JS, et al. Axial length and cone density as assessed with adaptive optics in myopia. Indian J Ophthalmol 2015; 63: 423–426. DOI: 10.4103/0301-4738.159876.
6. 6. Tumahai P, Moureaux C, Meillat M, et al. High-resolution imaging of photoreceptors in healthy human eyes using an adaptive optics retinal camera. Eye (Lond) 2018; 32: 1723–1730. 20180711. DOI: 10.1038/s41433-018-0140-1.
7. 7. Liang J, Fang D, Diao Y, et al. Photoreceptor cone loss is associated with decreased deep retinal vessel density and impaired retinal sensitivity in high myopia. Br J Ophthalmol 2025; 109: 1194–1200. 20250923. DOI: 10.1136/bjo-2024-326609.
8. 8. Wang Y, Bensaid N, Tiruveedhula P, et al. Human foveal cone photoreceptor topography and its dependence on eye length. Elife 2019; 8 20190726. DOI: 10.7554/eLife.47148.

9. 9. Reumueller A, Wassermann L, Salas M, et al. Three-dimensional composition of the photoreceptor cone layers in healthy eyes using adaptive-optics optical coherence tomography (AO-OCT). PLoS One 2021; 16: e0245293. 20210107. DOI: 10.1371/journal.pone.0245293.
10. 10. Jackson K, Vergilio GK, Cooper RF, et al. A 2-Year Longitudinal Study of Normal Cone Photoreceptor Density. Invest Ophthalmol Vis Sci 2019; 60: 1420–1430. DOI: 10.1167/iovs.18-25904.
11. 11. Cooper RF, Kalaparambath S, Aguirre GK, et al. Morphology of the normative human cone photoreceptor mosaic and a publicly available adaptive optics montage repository. Sci Rep 2024; 14: 23166. 20241005. DOI: 10.1038/s41598-024-74274-y.
12. 12. Bennett AG, Rudnicka AR and Edgar DF. Improvements on Littmann's method of determining the size of retinal features by fundus photography. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1994; 232: 361–367. DOI: 10.1007/BF00175988.
13. 13. Shen Y, Ye X, Zhou X, et al. In vivo assessment of cone loss and macular perfusion in children with myopia. Sci Rep 2024; 14: 26373. 20241102. DOI: 10.1038/s41598-024-78280-y.
14. 14. Li KY, Tiruveedhula P and Roorda A. Intersubject variability of foveal cone photoreceptor density in relation to eye length. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51: 6858–6867. 20100804. DOI: 10.1167/iovs.10-5499.
15. 15. Song H, Chui TY, Zhong Z, et al. Variation of cone photoreceptor packing density with retinal eccentricity and age. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011; 52: 7376–7384. 20110921. DOI: 10.1167/iovs.11-7199.
16. 16. Gocho K, Sarda V, Falah S, et al. Adaptive optics imaging of geographic atrophy. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013; 54: 3673–3680. 20130501. DOI: 10.1167/iovs.12-10672.
17. 17. Kitaguchi Y, Bessho K, Yamaguchi T, et al. In vivo measurements of cone photoreceptor spacing in myopic eyes from images obtained by an adaptive optics fundus camera. Jpn J Ophthalmol 2007; 51: 456–461. 20071221. DOI: 10.1007/s10384-007-0477-7.
18. 18. Park SP, Chung JK, Greenstein V, et al. A study of factors affecting the human cone photoreceptor density measured by adaptive optics scanning laser ophthalmoscope. Exp Eye Res 2013; 108: 1–9. 20121228. DOI: 10.1016/j.exer.2012.12.011.
19. 19. Legras R, Gaudric A and Woog K. Distribution of cone density, spacing and arrangement in adult healthy retinas with adaptive optics flood illumination. PLoS One 2018; 13: e0191141. 20180116. DOI: 10.1371/journal.pone.0191141.
20. 20. Wang K, Han G and Hao R. Advances in the study of the influence of photoreceptors on the development of myopia. Exp Eye Res 2024; 245: 109976. 20240617. DOI: 10.1016/j.exer.2024.109976.
21. 21. Cava JA, Allphin MT, Mastey RR, et al. Assessing Interocular Symmetry of the Foveal Cone Mosaic. Invest Ophthalmol Vis Sci 2020; 61: 23. DOI: 10.1167/iovs.61.14.23.
22. 22. Jacob J, Paques M, Krivosic V, et al. Comparing Parafoveal Cone Photoreceptor Mosaic Metrics in Younger and Older Age Groups Using an Adaptive Optics Retinal Camera. Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina 2017; 48: 45–50. DOI: 10.3928/23258160-20161219-06.