Down Sendromunda Refraksiyon ve Görme: Karşılaştırmalı Bir Çalışma

Hassan Hashemi; Shiva Mehravaran; Soheila Asgari; Farzaneh Dehghanian Nasrabadi

doi:10.4274/tjo.galenos.2020.52959

ÖZET

Sonuç:

DS hastalarında refraksiyon kusuru, ambliyopi ve görme bozukluğu prevalansı, DS olmayan bireylere göre daha yüksektir ve emetropizasyon hatalı ya da yavaş gibi görünmektedir. Silindirik kırma kusuru bu yaş aralığında stabildir, ancak astigmatizma ekseninin rotasyonu normal bireylerden farklıdır.

Bulgular:

DS ve kontrol gruplarında yaş ortalaması sırasıyla 17,2±4,8 ve 17,2±4,4 yıldı (p=0,993) ve hasta ve kontrollerin sırasıyla %53,0 ve %49,5’i erkekti (p=0,473). DS ve kontrol gruplarında sırasıyla ortalama sferik eşdeğer (SE) miyopik hastalarda -5,13±4,47 ve -4,15±3,04 dioptri (D) (p=0,050) ve hipermetropik hastalarda 2,47±1,64 ve 2,36±2,04 D (p=0,482), ortalama silindirik kırma kusuru -2,17±1,39 ve -2,05 ±1,57 D (p=0,451), ortalama J0 -0,03±0,89 ve 0,12±0,76 D (p=0,086), ortalama J45 0,11±1,02 ve -0,13±1,03 D (p=0,024) idi. Oblik astigmatizma prevalansı DS grubunda daha yüksek iken (%20,4’e karşı %6,1), kurala aykırı astigmatizma kontrol grubunda daha yaygındı (%84,0’a karşı %71,6) (p<0,001). Anizometropi prevalansı gruplar arasında anlamlı farklılık göstermedi (%19,4’e karşı %13,8). DS hastalarının %11,7’sinde, kontrol grubunun ise %0,5’inde görme bozukluğu saptandı (p<0,001). Ambliyopi prevalansı DS ve kontrol gruplarında sırasıyla %36,3 ve %3,8 idi (p<0,001). Çoklu modele dayanarak, sadece mutlak SE yaş ile ters korelasyon gösterdi ve erkekler ile kadınlar arasında fark vardı (hepsi için p<0,05).

Gereç ve Yöntem:

İki yüz on üç DS hastası ile yaş ve cinsiyet uyumlu 184 kontrolde otorefraksiyon ile sikloplejik refraksiyon ölçümünü takiben retinoskopi yapıldı. Analizlerde her olgunun az gören gözünden elde edilen veriler kullanıldı.

Amaç:

Down sendromlu (DS) hastalarda refraksiyon kusuru ve görme bozukluğu prevalansını belirlemek ve normal kontroller ile karşılaştırmak.

Anahtar Kelimeler:

Refraksiyon kusuru, görme bozukluğu, ambliyopi, emetropizasyon, Down sendromu, karşılaştırmalı çalışma

Giriş

Refraksiyon kusurları, Dünya Görme Raporu: Görme Hakkı Girişimi’nin (VISION 2020) ana maddelerinden biridir ve beşinci önceliğe sahiptir.¹ 2012 yılında, 39 ülkede yapılan anketlerin sistematik değerlendirmesi, düzeltilmemiş refraksiyon kusurlarının görme bozukluğunun (%43) önde gelen nedeni olduğunu göstermiştir.² 2018 yılında yayımlanan sistematik bir derlemede, dünya çapında çocuklarda miyopi, hipermetropi ve astigmatizma prevalansının sırasıyla %11,7, %4,6 ve %14,9 olduğu bildirilmiştir. Bu oranlar oldukça yüksektir.³ Yapılan çalışmalarda refraksiyon kusuru, sosyoekonomik durum ve yaşam tarzı arasında anlamlı bir ilişki olduğu gösterilmiştir.⁴ Down sendromlu (DS) hastalarda, hastalığa bağlı olarak yaşam kalitesi azalmakta ve yaş ilerledikçe daha da bozulmaktadır.^5,6 Bu nedenle, bu popülasyondaki refraksiyon kusurlarının tanımlanması ve düzeltilmesi, normal popülasyonlardan daha öncelikli olmalıdır.

DS’li hastalarda refraksiyon kusurlarının prevalansı ve derecesini araştıran çeşitli çalışmalar yapılmıştır.^7,8,9,10,11 Bu çalışmalar daha çok 10 yaş ve altı yaş gruplarında yapılmış olup bir çalışmada yaş ortalaması 15 yıl olan grupta (aralık: 4-60 yıl) sikloplejik olmayan refraksiyon bildirilmiştir.^8,9,10,11

Bu çalışmanın amacı, bu popülasyondaki refraksiyon kusuru, astigmatizma türü, görme bozukluğu ve ambliyopinin prevalansını ve dağılımını belirleyerek refraksiyon durumu hakkında kapsamlı bir rapor sunmaktır. Refraksiyon ile ilgili epidemiyolojik çalışmalarda altın standart olduğu ve bulguların güvenilirliğini artırdığı daha önceki çalışmalarda gösterdiği için siklopentolat kullandık.¹² DS’li hastalarda refraksiyonun dağılımı, yaş ve cinsiyet uyumlu normal kontrol grubu ile karşılaştırıldı.

Gereç ve Yöntem

Olgular

Örneklem ayrıntıları daha önce bildirilmiştir.¹³ Bu çalışma, ülkenin özel eğitime ihtiyacı olan çocuklara eğitim veren okullar, DS Topluluğu ve ilgili sivil toplum kuruluşlarında kayıtlı olan 10 ila 30 yaş arasındaki DS hastalarının uygunluk açısından sırayla tarandığı ve çalışmaya dahil edildiği daha büyük karşılaştırmalı bir çalışmanın bir parçasıdır (Tablo 1). Çalışmaya dahil edilme kriterleri DS tanısı ve en az 10 yaşında olmaktı. Araştırmaya dahil edilmeme kriterleri otizm veya Klinefelter sendromu gibi eşlik eden zihinsel hastalıklardı. İki yüz elli hastadan 16’sı zihinsel engellilik, Klinefelter sendromu veya otizm nedeniyle çalışmaya dahil edilmedi. Geriye kalan 234 hastanın klinik ve paraklinik muayeneleri Noor Göz Hastanesi’nde yapıldı. Karşılaştırma için kontrol grubuna toplam 200 DS olmayan hasta dahil edilmiştir. Bu grup, Noor Göz Hastanesi’nde refraktif cerrahi için gelen hastaların ilk tetkikleri (87 olgu) ile göz hastalıklarına göz sağlığı kontrollü için başvuran (113 olgu) bireylerden ardışık olarak oluşturulmuştur. Bu gruba kendisi veya ailesinde DS veya diğer zihinsel engellilik öyküsü olan bireyler dahil edilmemiştir.

Etik Yaklaşım

Çalışmaya dahil edilmeden önce çalışmanın amacı ve yöntemleri hastalara açıklandı ve yazılı onam alındı. DS grubu ve kontrol grubundaki 18 yaş altı tüm olgular için ebeveynlerinden veya vasilerinden bilgilendirilmiş onam alındı ve her işlemden önce hastalardan sözlü onayları istendi. Bu çalışma için Tahran Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Kurulu’ndan onay alındı (onay no: 1397-091) ve çalışmanın tüm aşamalarında Helsinki Bildirgesi’nin ilkelerine bağlı kalındı.

Klinik Muayene

Görme keskinliği Snellen eşeli (SC-2000; Nidek Co., Tokyo, Japonya) ile düzeltilmeden [düzeltilme yapılmamış uzak görme keskinliği (DYUGK)] ve düzeltilerek [düzeltilmiş uzak görme keskinliği; (DUGK)] değerlendirildi. Manifest refraksiyon, ilk olarak otorefraksiyon (ARK-510A, NIDEK, Gamagory, Japonya) ve ardından retinoskopi (ParaStop HEINE BETA 200; HEINE OPTOTECHNİK, Herrsching, Almanya) ile değerlendirildi. Hekim tarafından siklopleji için kontrendikasyonu olduğu düşünülmeyen ve ebeveynleri tarafından işleme onay verilen hastalarda sikloplejik refraksiyon değerlendirildi. Bu değerlendirme, 10 dakika arayla 2 damla 10 mg/mL siklopentolat göz damlası (Novartis, Barselona, İspanya) damlatıldıktan 20 dakika sonra yapıldı.

Tanımlar

Sferik eşdeğer (SE), sferik hataya silindirik hatanın yarısı eklenerek hesaplandı. Miyopi ve hipermetropi, ölçüm sonucu az gören gözde sırasıyla SE ≤-0,5 diyoptri (D) ve ≥0,5 D olarak tanımlandı ve bu bozuklukların prevalansı belirlendi. Miyopi hafif (-0,51 ila -3,0 D), orta (-3,01 ila -6,0 D), yüksek (-6,01 ila -9,0 D) ve şiddetli (<-9,0 D) olmak üzere 4 gruba, hipermetropi ise hafif (0,51 ila 2,0 D), orta (2,01 ila 4,0 D) ve yüksek (>4,0 D) olmak üzere 3 gruba ayrıldı. Mutlak SE değeri daha yüksek olan göz, az gören göz olarak alındı ve eğer hastanın sadece bir gözüne ait refraksiyon kusuru verisi mevcutsa, o göz az gören göz olarak kabul edildi.

Astigmatizma, daha az gören gözde (mutlak astigmatizma değerinin yüksek olduğu göz) silindirik kırma kusurunun <-0,5 D olması olarak tanımlandı ve prevalansı hesaplandı. Astigmatizma türleri kurala uygun astigmatizma [(KUA), dik eksen 90°±30°], kurala aykırı astigmatizma [(KAA) dik eksen 180°±30°] ve oblik (diğer eksenler) astigmatizmaydı. Silindirik kırma kusuru verileri sadece bir göz için mevcutsa o göz, az gören göz olarak kabul edildi. Sferik hatanın -0,5 ila 0,5 D olması ve silindirik kırma kusurunun 0,5 D’den yüksek olması saf astigmatizma olarak kabul edildi.

Silindirik kırma kusuru J0 ve J45’e Thibos astigmatizma vektör analizi kullanılarak ayrıştırıldı.¹⁴ C silindirik değer ve α silindir ekseni iken J0=-C/2cos2ɑ ve J45=-C/2sin2α olmaktadır. J0 için pozitif değer KUA’yı, negatif değer ise KAA’yı göstermektedir. J45, 45° ve 135°’de oblik astigmatizmayı temsil eder ve pozitif bir değer 90°’den büyük pozitif bir silindirik ekseni ifade etmektedir.

Anizometropi iki göz arasında SE farkının 1,0 D’den fazla olması ve görme bozukluğunun az gören gözde DUGK <20/60 olması olarak tanımlandı. Düzeltilebilir patoloji olmadığı durumlarda ambliyopi, gözler arasında DUGK’de 2 satır veya daha fazla fark olması olarak tanımlandı.¹⁵

İstatistiksel Analiz

Prevalans, en az bir gözünde belirli bir bozukluğu olan olgu sayısının, bu bozukluk için muayene edilen toplam kişi sayısına oranı olarak hesaplandı. Analizlerde az gören göze ait verileri kullanıldı. Yaş grupları 10-15, 16-20, 21-25 ve 26-30 yaş olmak üzere dört grup olarak tanımlandı. Tüm yaş ve cinsiyet alt grupları için prevalanslar hesaplandı. Mutlak refraksiyon kusurunun yaş (sürekli değişken), cinsiyet (kadın: 0 ve erkek: 1) ve gruplar (normal: 0 ve DS: 1) ile ilişkisini incelemek için çoklu lineer regresyon analizi kullanıldı. Ayrıca, refraksiyon kusurlarının prevalansının yaş, cinsiyet ve grup ile ilişkisi çok terimli regresyon modeli (temel düzey: emetropi) ile analiz edildi. İki grup arasında anizometropi, görme bozukluğu ve ambliyopi prevalansı ki-kare testi ile karşılaştırıldı.

Bulgular

Bu çalışmanın dahil edilme kriterleri (sikloplejik refraksiyon sonucu olan, ektazi ve kornea cerrahisi öyküsü olmayan) uygulandıktan sonra 234 DS’li ve 200 normal kontrolden 213 DS’li olgu ve 184 kontrole ait veriler analizlerde kullanıldı.

DS ve kontrol gruplarında yaş ortalaması sırasıyla 17,2±4,8 ve 17,2±4,4 yıldı (p=0,993) ve hasta ve kontrollerin sırasıyla %53,0 ve %49,5’i erkekti (p=0,473). DS ve kontrol grubunda DYUGK ortalaması sırasıyla 0,36±0,34 ve 0,86±0,62 logMAR (p<0,001) ve DUGK ortalaması 0,20±0,11 ve 0,02±0,06 logMAR (p<0,001) idi.

Refraksiyon Kusurlarının Dağılımı

Tablo 2, refraksiyon kusuru, yaş ve cinsiyet alt gruplarında çalışılan iki gruba ait refraksiyon indekslerini özetlemektedir. Çoklu analizde mutlak SE ile yaş (β=0,11, p=0,002), cinsiyet (β=0,853, p=0,007) ve gruplar (β=-0,81, p=0,010) arasında anlamlı ilişki saptandı. Ortalama silindirik kırma kusuru, J0 ve saf astigmatizma, bu parametrelerle ilişkili değildi (her biri için p>0,05). J45, DS grubunda daha yüksekti (β=0,24, p=0,022).

Refraksiyon Kusuru, Görme Bozukluğu ve Ambliyopinin Prevalansı

DS ve kontrol grubu ile yaş ve cinsiyet alt gruplarında emetropi, miyopi, hipermetropi ve saf astigmatizma prevalansı Tablo 3’te gösterilmektedir. Şekil 1’de her grubun refraksiyon kusuru alt tipleri gösterilmektedir. DS grubunun %19,4’ünde ve kontrol grubunun %13,8’inde 1,0 D’den yüksek anizometropi saptandı (p=0,136). DS grubunun %11,7’sinde ve kontrol grubunun %0,5’inde görme bozukluğu izlendi (p<0,001). Ambliyopi prevalansı DS ve kontrol grubunda sırasıyla %36,3 ve %3,8 idi (p<0,001).

Çok terimli analizlere göre miyopi prevalansı yaşla birlikte artmış [olasılık oranı (OR) =1,11, p=0,004] ve kontrol grubunda daha yüksek bulunmuştur (OR =7,95, p<0,001). Hipermetropi prevalansı DS grubunda yaştan bağımsız ve daha yüksekti (OR =2,36, p=0,049). Saf astigmatizma prevalansı yaştan bağımsız ve DS grubunda daha yüksekti (β=2,83, p<0,001). Refraksiyon kusuru ve saf astigmatizma prevalansları cinsiyet ile ilişkili değildi.

Oblik astigmatizma prevalansı DS hastalarında daha yüksek (%20,4’e karşı %6,1) bulunurken KUA (%84,0’a karşı %71,6) ve KAA (%9,9’a karşı %8,1) kontrol grubunda daha yüksekti (p<0,001). Çok terimli regresyon modeli, KUA prevalansının yaşla birlikte azaldığını (OR =0,893, p=0,003) ve iki grup arasında anlamlı bir fark olmadığını gösterdi (p=0,940). Oblik astigmatizma yaştan bağımsızdı ve prevalansı DS grubunda daha yüksekti (OR =4,24, p=0,003) (Şekil 2). Üç astigmatizma türünün prevalansları cinsiyete bağlı olarak değişim göstermedi (her biri için p>0,05).

Yaş ve cinsiyet ile anizometropi (sırasıyla; p=0,764 ve p=0,136), görme bozukluğu (p=0,133 ve p=0,220) ve ambliyopi (p=0,482 ve p=0,118) arasında anlamlı bir ilişki saptanmadı.

Tartışma

Bu geniş çaplı karşılaştırmalı çalışmada, 10-30 yaş arası (refraksiyon kusuru insidansının en yüksek olduğu dönem) DS hastalarından oluşan bir örneklemde miyopi, hipermetropi, astigmatizma, ambliyopi ve görme bozukluğunun dağılımını ve prevalansını gösterdik ve sonuçları yaş ve cinsiyet uyumlu kontrol grubuyla karşılaştırdık. Bu çalışmanın güçlü yönü, DS hastalarının farklı kaynaklardan seçilmesi ve çeşitlilik gösteren olgulardan oluşan bir örneklem içermesidir. DS hastalarında refraksiyon kusurları ile ilgili birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen genellikle siklopleji olmadan ve sıklıkla 10 yaş grubunda^7,9,10,11veya geniş yaş aralığında (3 ay ila 60 yaş) çalışılmıştır.⁸ DS hastalarında emetropizasyonun 17 yaşına kadar¹⁶ tamamlanmadığı öne sürüldüğünden ve DS olmayan bireylerde 9 yaşından sonra¹⁷ ve 30 yaşına kadar¹⁸ miyopi prevalansı artma eğiliminde olduğundan, bu çalışmada 10-30 yaş aralığı değerlendirilmiştir.

Refraksiyon Kusurlarının Dağılımı

Doyle ve ark.¹⁶ tarafından yapılan bir çalışmada 15-22 yaş grubunda sikloplejisiz SE değerleri 1,43±2,86 D olarak bildirilirken Alio ve ark.’nın⁸ çalışmasında 3 ay ile 60 yaş grubunda (ortalama 15 yaş) -1,86±5,28 D olarak bildirilmiştir. Yaş ortalaması 17 olan DS grubumuzda sikloplejik SE (-0,59±4,38 D) belirtilen çalışmalardan daha düşüktü. Bununla birlikte, örneklemimizdeki silindirik kırma kusuru bu iki çalışmadan 0,5 ila 1,0 D daha yüksek bulunmuştur. Diğer bir deyişle, bu çalışmada SE’nin daha düşük olması sferik hatanın daha düşük olmasından kaynaklanmıştır. Özellikle ≤20 yaş grubunda siklopentolatın refraksiyon ölçümleri üzerine etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Çalışmamızda siklopentolat kullanımı, Alio ve ark.’nın⁸ çalışmasına SE¹⁹ sonuçlarının daha pozitif olmasını açıklayabilir.⁹ Doyle ve ark.¹⁶ yaptığı çalışmada %80 olguda SE’yi pozitif (hipermetropi) bulunmuş olup bu sonuç bizim çalışmamızın sonuçlarından oldukça farklıdır (%46 hipermetropi). Otuz yaşından küçük olan hipermetropik bireylerde sikloplejik ve siklopleji olmadan ölçülen refraksiyon arasındaki farkın anlamlı olduğu göz önüne alındığında, iki çalışmanın sonuçları arasındaki fark beklenebileceği gibi etnik köken ve yaş da etkili faktörler olabilir.²⁰

Refraksiyon Kusurları ve Görme Bozukluğunun Prevalansı

DS grubumuzda miyopi, hipermetropi, emetropi (SE >-0,5 ve <0,5 D olarak tanımlanmıştır) ve saf astigmatizma prevalansları sırasıyla %33,6, %45,7, %20,7 ve %20,3 idi. Miyopik olguların %12,8’i şiddetli miyop, hipermetropik olguların ise %17,9’u yüksek hipermetroptu. Bazı çalışmalarda,1 ila 18 yaş arasındaki DS hastalarının sikloplejik değerlendirmesi, bu popülasyonda hipermetropinin (SE ≤0,75 D) miyopiden (SE ≤-0,75 D) daha yüksek oranda izlendiğini göstermiştir (%59,0’a karşı %9,0, %28,0’e karşı %25,0¹⁰ ve %36,9’a karşı %24,6¹¹). Adio ve Wajuihian’ın⁷ çalışmasında 28 yaşına kadar olan hastalarda hipermetropiye kıyasla miyopiye (SE ≤-0,5 D) daha sık (%38,1’e karşı %9,5) rastlanmıştır. 15-22 yaş aralığında yapılan başka bir çalışmada DS hastalarında hipermetropi prevalansının %80 olduğu bildirilmiştir.¹⁶ Çalışmamızda (10-30 yaş) hipermetropi prevalansı yaklaşık %46 (yani miyopi oranının 1,4 katı) bulunmuş ve hipermetropik olguların %17,9’unda hipermetropinin 4,0 D’den büyük olduğu izlenmiştir. Adio ve Wajuihian’ın⁷ çalışması dışında, farklı yaş gruplarının dahil edildiği diğer çalışmalarda DS hastalarında hipermetropinin en sık görülen refraksiyon kusuru olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmalarda refraksiyon kusurlarının görülme sıklıkları arasındaki farklar, çalışmaya dahil edilen hastaların yaşı, SE tanımı için kullanılan eşik değer ve siklopleji yapılmasından kaynaklanmaktadır.

Bu çalışmanın DS grubunda refraksiyon kusurlarının prevalansı (miyopi için %33,6 ve hipermetrop için %45,6) ile yaş ve cinsiyet uyumlu kontrol grubundaki (miyopi için %86,3 ve hipermetopi için %6,6) oranların karşılaştırılması, DS hastalarında emetropizasyonun kusurlu veya yavaş olduğunu düşündürmüştür. Normal popülasyonda erkeklerde hipermetropi, kadınlarda miyopi görülme sıklığının daha yüksektir.^21,22 Bundan farklı olarak DS grubumuzda refraksiyon kusurlarının prevalansı açısından cinsiyet farkı saptanmamıştır. Benzer şekilde sağlıklı bireylerde olduğu gibi astigmatizma türü açısından da cinsiyet farkı saptanmamıştır.²³ DS hastalarında, kontrol grubuna göre oblik/KAA astigmatizma oranının (2,06’ya karşı 0,75) farklı olması DS hastalarında emetropizasyon sürecinde bir bozukluğa işaret etmektedir.

Çalışmamızda, DS hastalarında görme bozukluğu prevalansı %11,7 iken, diğer çalışmalarda %46 (50-59 yaş arası bir örneklemde) ve %85’e (≥60 yaş) varan oranlar bildirilmiştir, bu da yaşla birlikte prevalansın arttığına işaret etmektedir.^24,25,26 Çalışmamızda ambliyopi prevalansı %36,3 bulunmuştur. Diğer çalışmalarda ise 1-31 yaş arası örneklemde %8,5, 6 ay-14 yaş arasında %13 oranında görüldüğü bildirilmiştir.^27,28 Ugurlu ve Altinkurt²⁹ Türkiye’de ortalama yaş 13 olan DS hastalarında ambliyopi prevalansının %36,4 olduğunu bildirmişlerdir ve bu bizim çalışmamıza çok yakın bir değerdir. Bu varyasyonlar belki de etnik farklılıklardan, örneklem yaşından veya refraksiyon kusurunun prevalansı veya şiddetinden kaynaklanıyor olabilir.

Sonuç

Genel olarak, 10 ila 30 yaş aralığındaki DS hastalarından oluşan örneklemimizde, refraksiyon kusuru, astigmatizma, görme bozukluğu ve ambliyopi prevalansı, yaş ve cinsiyet uyumlu kontrollerden yüksekti ve emetropizasyonun kusurlu veya yavaş olduğu görüldü. Refraktif ve görsel komplikasyon prevalansı kadın ve erkeklerde benzerdi. DS hastalarında silindirik kırma kusuru bu yaş aralığında stabil görünmektedir ancak ekseninin rotasyonu kontrollerden farklıdır. Bu bulgular DS hastalarında refraksiyon kusuru düzeltilirken akılda bulundurulmalıdır.

Etik

Etik Kurul Onayı: Bu çalışma için Tahran Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Kurulu’ndan onay alındı (onay no: 1397-091) ve çalışmanın tüm aşamalarında Helsinki Bildirgesi’nin ilkelerine bağlı kalındı.

Hasta Onayı: Alındı.

Hakem Değerlendirmesi: Editörler kurulu dışında olan kişiler tarafından değerlendirilmiştir.

Yazarlık Katkıları

Cerrahi ve Medikal Uygulama: H.H., Konsept: S.A., Dizayn: S.A., Veri Toplama veya İşleme: H.H., S.M., Analiz veya Yorumlama: S.A., S.M., Literatür Arama: S.A., F.D.N., Yazan: S.A., S.M., H.H., F.D.N.

Çıkar Çatışması: Yazarlar tarafından çıkar çatışması bildirilmemiştir.

Finansal Destek: Yazarlar tarafından finansal destek almadıkları bildirilmiştir.

Study Subjects

The sampling details have been described elsewhere.¹³ This report is part of a larger comparative study in which 10- to 30-year-old DS patients recruited from the nation’s special needs schools, the DS Society, and relevant non-governmental organizations were consecutively screened for eligibility and enrolled in the study (Table 1). Inclusion criteria were a diagnosis of DS and minimum age of 10 years. Exclusion criteria were any concomitant mental illnesses such as autism or Klinefelter syndrome. Of the 250 respondents, 16 were not eligible due to mental disabilities, Klinefelter syndrome, or autism. The remaining 234 underwent clinical and paraclinical examinations at Noor Eye Hospital. For a comparison group, 200 non-DS participants were consecutively selected from candidates for refractive surgery presenting for their first work-up session (87 cases) and individuals presenting for a vision check-up (113 cases) in Noor Eye Hospital. This group had no personal or family history of DS or other intellectual disabilities.

Ethical Consideration

Prior to enrollment, the goals and methods of the study were explained and written consent was obtained. For all cases in the DS group and those under 18 years of age in the control group, informed consent was obtained from their parents/guardians, and participants were asked for verbal assent before any procedure. This project was approved by the Ethics Committee of Tehran University of Medical Sciences (ID: 1397-091) and adhered to the Declaration of Helsinki at all stages.

Examinations

Visual acuity was evaluated with Snellen chart (SC-2000; Nidek Co., Tokyo, Japan) without correction (uncorrected distance visual acuity; UDVA) and with correction (corrected distance visual acuity [CDVA]). Manifest refraction was first evaluated using autorefraction (ARK-510A, NIDEK, Gamagory, Japan), followed by retinoscopy (ParaStop HEINE BETA 200; HEINE Optotechnik, Herrsching, Germany). Cycloplegic refraction was done in participants who, as determined by the physician, had no contraindication for cycloplegia and whose parents consented to the procedure. This was done 20 minutes after instilling 2 drops of cyclopentolate 10 mg/ml eye drops (Novartis, Barcelona, Spain) 10 minutes apart.

Definitions

Spherical equivalent (SE) was calculated as the spherical error plus half of the cylinder error. Myopia and hyperopia were defined as an SE ≤-0.5 diopter (D) and ≥0.5 D in the worse eye, respectively, and the prevalence of these conditions was determined. Myopia was categorized into 4 groups: mild (-0.51 to -3.0 D), moderate (-3.01 to -6.0 D), high (-6.01 to -9.0 D), and extreme (<-9.0 D), and hyperopia was categorized into 3 groups: mild (0.51 to 2.0 D), moderate (2.01 to 4.0 D), and high (>4.0 D). The worse eye was the one with higher absolute SE value, and if refractive error data were available for only one eye, it was considered the worse eye.

The definition and prevalence of astigmatism was based on a cylinder error <-0.5 D in the worse eye (higher absolute astigmatism). Astigmatism types were with-the-rule (WTR, steep axis 90°±30°), against-the-rule (ATR, steep axis 180°±30°), and oblique (other axes). If cylinder error data were available for only one eye, it was considered the worse eye. Pure astigmatism was defined as a spherical error of -0.5 to 0.5 D and a cylinder error higher than 0.5 D.

Thibos astigmatism vector analysis¹⁴ was used to decompose cylinder error to J0 and J45. As such, J0 = -C/2cos2ɑ and J45 = -C/2sin2α, where C is the cylinder value and α is the cylinder axis. A positive value for J0 indicates WTR astigmatism and a negative value indicates ATR. J45 represents oblique astigmatism at 45° and 135°, and a positive value indicates + cylinder axis >90°.

Anisometropia was reported in terms of an interocular SE difference more than 1.0 D and visual impairment was based on a CDVA <20/60 in the worse eye. Amblyopia was defined as 2 lines or greater interocular difference in CDVA in the absence of correctable pathology.¹⁵

Statistical Analysis

Prevalence was calculated as the ratio of cases with a given condition in at least one eye to the total number of people who were examined for the condition. Data of the worse eye were used in the analysis. Four age groups of 10-15, 16-20, 21-25, and 26-30 years of age were defined, and prevalence rates were determined for all age and gender subgroups. Multiple linear regression was used to examine the correlation of absolute refractive error with age (continuous variable), gender (female: 0 and male: 1), and group (normal: 0 and DS: 1). In addition, multinomial regression model (baseline: emmetropia) was used to test the correlation of the prevalence of refractive errors with age, gender, and group. The prevalence of anisometropia, visual impairment, and amblyopia was compared between the two groups using the chi-square test.

Distribution of Refractive Errors

Table 2 summarizes refractive indices in the two studied groups and in refractive error, age, and gender subgroups. Based on multiple analysis, absolute SE was significantly correlated with age (b=0.11, p=0.002), gender (b=0.853, p=0.007), and group (b=-0.81, p=0.010). Mean cylinder error, J0, and pure astigmatism were not correlated with these parameters (all p>0.05). J45 was higher in the DS group (b=0.24, p=0.022).

Prevalence of Refractive Errors, Visual Impairment, and Amblyopia

Table 3 presents the prevalence of emmetropia, myopia, hyperopia, and pure astigmatism in the DS and control groups and their age and gender subgroups. Figure 1 shows the subtypes of refractive errors in each group. Anisometropia >1.0 D was detected in 19.4% of the DS and 13.8% of the control group (p=0.136). Visual impairment was observed in 11.7% of the DS and 0.5% of the control group (p<0.001). The prevalence of amblyopia was 36.3% and 3.8% in the DS and control groups (p<0.001), respectively.

Based on multinomial analysis, the prevalence of myopia increased with age (odds ratio [OR]=1.11, p=0.004) and was higher in the control group (OR=7.95, p<0.001). The prevalence of hyperopia was age-independent and higher in the DS group (OR=2.36, p=0.049). The prevalence of pure astigmatism was age-independent and higher in the DS group (b=2.83, p<0.001). The prevalence of refractive errors and pure astigmatism did not correlate with gender.

The prevalence of oblique astigmatism was higher in DS patients (20.4% vs. 6.1%), while WTR (84.0% vs. 71.6%) and ATR (9.9% vs. 8.1%) astigmatism was more common in the control group (p<0.001). The multinomial regression model showed that the prevalence of WTR astigmatism decreased with age (OR=0.893, p=0.003) and was not significantly different between the two groups (p=0.940). Oblique astigmatism was age-independent and the prevalence was higher in the DS group (OR=4.24, p=0.003) (Figure 2). The prevalence rates of the three types of astigmatism orientation were not significantly different between genders (all p>0.05).

Age and gender were not significantly correlated with anisometropia (p=0.764 and p=0.136), visual impairment (p=0.133 and p=0.220), or amblyopia (p=0.482 and p=0.118, respectively).

Non-cycloplegic SE values were reported as 1.43±2.86 D in the age group of 15-22 years (mean 17 years) in a study by Doyle et al.¹⁶ and as -1.86±5.28 D in a sample aged 3 months to 60 years (mean 15 years) in a study by Alio et al.⁸ In our DS group, with a mean age of 17 years, cycloplegic SE (-0.59±4.38 D) was lower than that in the mentioned studies. However, the cylinder error in our sample was 0.5 to 1.0 D higher than in these two studies. In other words, the lower SE in the present study was due to the lower spherical error. The effect of cyclopentolate on refractive measurements should be considered, especially in the ≤20 age group. The use of cyclopentolate in our study can explain the more positive SE¹⁹ than in the study by Alio et al.⁸ In the study by Doyle et al.¹⁶, SE was positive (hyperopia) in 80% of cases, which differs considerably from the results of the present study (46% hyperopia). Given that the difference between cycloplegic and non-cycloplegic refraction is significant in hyperopics up to 30 years of age¹², the difference between the two studies is expected, albeit ethnicity and age may be influential factors as well.²⁰

Prevalence of Refractive Errors and Visual Impairment

The prevalence rates of myopia, hyperopia, emmetropia (defined as SE >-0.5 and <0.5 D), and pure astigmatism in our DS group were 33.6%, 45.7%, 20.7%, and 20.3%, respectively. Of the myopic cases, 12.8% were extreme, and among hyperopic cases, 17.9% were high hyperopic. In some studies, cycloplegic evaluation of DS patients under 1 year to 18 years of age^9,10,11 showed higher rates of hyperopia (SE ≥0.75 D) than myopia (SE ≤-0.75 D) in these populations (59.0% vs. 9.0%⁹, 28.0% vs. 25.0%¹⁰, and 36.9% vs. 24.6%¹¹). In a study by Adio and Wajuihian⁷, myopia (SE ≤-0.5 D) was predominant compared to hyperopia in patients up to 28 years of age (38.1% vs. 9.5%). Another study in the 15- to 22-year age range reported a hyperopia prevalence of 80% in DS patients.¹⁶ In the present study (10-30 years), the prevalence of hyperopia was approximately 46% (i.e., 1.4 times of the rate of myopia), and 17.9% had hyperopia greater than 4.0 D. Except for the Adio and Wajuihian⁷ study, other studies with different age groups have shown hyperopia to be the most common refractive error in DS individuals. The difference in the frequency of refractive errors in these studies is due to differences in sample age, threshold for the definition of SE, and inducing cycloplegia.

Comparing the prevalence of refractive errors in the DS group of this study (33.6% for myopia and 45.6% for hyperopia) with the rates in the age- and gender-matched control group (86.3% for myopia and 6.6% for hyperopia) suggested that emmetropization in DS patients is defective or slow. Unlike normal populations, where the prevalence of hyperopia is higher in men and the prevalence of myopia is higher in women,^21,22 there was no significant inter-gender difference in our DS group in terms of the prevalence of refractive errors. Similarly, there was no inter-gender difference in terms of astigmatism type as in healthy samples.²³ The ratio of oblique/ATR astigmatism in DS patients in comparison with the control group (2.06 vs. 0.75) points to a defective emmetropization process in DS patients.

In the current study, the prevalence of visual impairment was 11.7% in DS patients, while other studies reported rates of 46% (in a 50- to 59-year-old sample) up to 85% (in those ≥60 years of age), which might indicate a higher prevalence with age.^24,25,26 The prevalence of amblyopia in our sample was 36.3%. Others have reported rates of 8.5% for a sample age between 1 and 31 years and 13% in those between 6 months and 14 years of age.^27,28 Ugurlu ve Altinkurt²⁹ reported a prevalence of 36.4% for amblyopia in DS patients with a mean age of 13 years in Turkey, which is very close to our study. These variations are perhaps due to ethnic differences, sample age, or the prevalence and severity of refractive errors.

Kaynaklar

World Health Organization (WHO). Blindness and vision impairment prevention. Priority eye diseases; http://www.who.int/blindness/causes/priority/en; 2018 [accessed December 17, 2018].

Pascolini D, Mariotti SP. Global estimates of visual impairment: 2010. Br J Ophthalmol. 2012;96:614-618.

Hashemi H, Fotouhi A, Yekta A, Pakzad R, Ostadimoghaddam H, Khabazkhoob M. Global and regional estimates of prevalence of refractive errors: Systematic review and meta-analysis. J Curr Ophthalmol. 2018;30:3-22.

Foster PJ, Jiang Y. Epidemiology of myopia. Eye (Lond). 2014; 28: 202-208.

Haddad F, Bourke J, Wong K, Leonard H. An investigation of the determinants of quality of life in adolescents and young adults with Down syndrome. PloS One. 2018;13:e0197394.

Shields N, Leonard H, Munteanu S, Bourke J, Lim P, Taylor NF, Downs J. Parent-reported health-related quality of life of children with Down syndrome: a descriptive study. Dev Med Child Neurol. 2018;60:402-408.

Adio AO, Wajuihian SO. Ophthalmic manifestations of children with Down syndrome in Port Harcourt, Nigeria. Clin Ophthalmol. 2012;6:1859-1864.

Alio JL, Vega-Estrada A, Sanz P, Osman AA, Kamal AM, Mamoon A, Soliman H. Corneal Morphologic Characteristics in Patients With Down Syndrome. JAMA Ophthalmol. 2018;136:971-978.

Fimiani F, Iovine A, Carelli R, Pansini M, Sebastio G, Magli A. Incidence of ocular pathologies in Italian children with Down syndrome. Eur J Ophthalmol. 2007;17:817-822.

Kim JH, Hwang JM, Kim HJ, Yu YS. Characteristic ocular findings in Asian children with Down syndrome. Eye (Lond). 2002;16:710-714.

Stirn Kranjc B. Ocular abnormalities and systemic disease in Down syndrome. Strabismus. 2012;20:74-77.

Morgan IG, Iribarren R, Fotouhi A, Grzybowski A. Cycloplegic refraction is the gold standard for epidemiological studies. Acta Ophthalmol. 2015;93:581-585.

Makateb A, Hashemi H, Farahi A, Mehravaran S, Khabazkhoob M, Asgari S. Ocular alignment, media, and eyelid disorders in Down syndrome. Strabismus. 2020;28:42-48.

Thibos LN, Wheeler W, Horner D. Power vectors: an application of Fourier analysis to the description and statistical analysis of refractive error. Optom Vis Sci. 1997;74:367-375.

Ohlsson J. Defining amblyopia: the need for a joint classification. Strabismus. 2005;13:15-20.

Doyle SJ, Bullock J, Gray C, Spencer A, Cunningham C. Emmetropisation, axial length, and corneal topography in teenagers with Down’s syndrome. Br J Ophthalmol. 1998;82:793-796.

Matsumura H, Hirai H. Prevalence of myopia and refractive changes in students from 3 to 17 years of age. Surv Ophthalmol. 1999;44(Suppl 1):109-115.

Hashemi H, Nabovati P, Yekta A, Shokrollahzadeh F, Khabazkhoob M. The prevalence of refractive errors among adult rural populations in Iran. Clin Exp Optom. 2018;101:84-89.

Sankaridurg P, He X, Naduvilath T, Lv M, Ho A, Smith E 3rd, Erickson P, Zhu J, Zou H, Xu X. Comparison of noncycloplegic and cycloplegic autorefraction in categorizing refractive error data in children. Acta Ophthalmol. 2017;95:633-640.

Wen G, Tarczy-Hornoch K, McKean-Cowdin R, Cotter SA, Borchert M, Lin J, Kim J, Varma R; Multi-Ethnic Pediatric Eye Disease Study Group. Prevalence of myopia, hyperopia, and astigmatism in non-Hispanic white and Asian children: multi-ethnic pediatric eye disease study. Ophthalmology. 2013;120:2109-2116.

Czepita D, Mojsa A, Ustianowska M, Czepita M, Lachowicz E. Role of gender in the occurrence of refractive errors. Ann Acad Med Stetin. 2007;53:5-7.

Hashemi H, Fotouhi A, Mohammad K. The age- and gender-specific prevalences of refractive errors in Tehran: the Tehran Eye Study. Ophthalmic Epidemiol. 2004;11:213-225.

Fotouhi A, Hashemi H, Yekta AA, Mohammad K, Khoob MK. Characteristics of astigmatism in a population of schoolchildren, Dezful, Iran. Optom Vis Sci. 2011;88:1054-1059.

Evenhuis HM, Theunissen M, Denkers I, Verschuure H, Kemme H. Prevalence of visual and hearing impairment in a Dutch institutionalized population with intellectual disability. J Intellect Disabil Res. 2001;45:457-464.

van Splunder J, Stilma JS, Bernsen RM, Evenhuis HM. Prevalence of ocular diagnoses found on screening 1539 adults with intellectual disabilities. Ophthalmology. 2004;111:1457-1463.

Van Buggenhout GJ, Trommelen JC, Schoenmaker A, De Bal C, Verbeek JJ, Smeets DF, Ropers HH, Devriendt K, Hamel BC, Fryns JP. Down syndrome in a population of elderly mentally retarded patients: genetic-diagnostic survey and implications for medical care. Am J Med Genet. 1999;85:376-384.

Hiles DA, Hoyme SH, McFarlane F. Down’s syndrome and strabismus. Am Orthop J. 1974;24:63-68.

Jaeger EA. Ocular findings in Down’s syndrome. Trans Am Ophthalmol Soc. 1980;158:808-845.

Ugurlu A, Altinkurt E. Ophthalmologic Manifestations and Retinal Findings in Children with Down Syndrome. J Ophthalmol. 2020;2020:9726261.

This page is for health professionals only.