Biomechanická analýza rohovky pomocí Brillouinovy ​​mikroskopie

Chirurgická korekce krátkozrakosti a identifikace/management keratokonu jsou samostatné, ale úzce provázané problémy zásadního významu. U obou existuje nesplněná potřeba přímých měření pro hodnocení tuhosti rohovky (tj. její odolnosti vůči deformaci). Očekává se, že prevalence krátkozrakosti se do roku 2050 zdvojnásobí a postihne více než 50 % populace USA. Laser in situ keratomileusis (LASIK) je jednou z nejpopulárnějších a nejúspěšnějších operací na světě a je příznivě srovnatelný s dlouhodobým používáním kontaktních čoček pro korekci krátkozrakosti. V současné době však podstupuje LASIK pouze ~ 10 % vhodných pacientů; ostatní uvádějí obavy o bezpečnost jako hlavní faktor při svém rozhodování. Primárním rizikem pro špatné výsledky refrakční chirurgie je biomechanické selhání v důsledku neidentifikované (subklinické) ektázie (tj. keratokonus). Pacienti, kteří přicházejí na vyšetření LASIK s atypickým, suspektním zakřivením rohovky, ale s neurčeným skutečným rizikem, představují hlavní důvod selhání chirurgického screeningu. To má za následek odmítnutí operace dobrým kandidátům, zatímco až 10 % skutečně špatných kandidátů je stále vynecháno pomocí současných screeningových algoritmů.

Keratokonus je až 10krát častější než dříve uváděný údaj 1/2000. Corneal cross-linking (CXL) je nyní schválen FDA v USA pro léčbu keratokonu a je účinný při ztuhnutí rohovky a zastavení progrese ektázie. Včasná identifikace keratokonu je kritická, ale současné testy na klinice jsou morfologické, nikoli biomechanické, a proto neumožňují definitivní diagnózu v nejranějších stádiích vedoucí ke ztrátě zraku před zahájením léčby CXL. Potřeba přesné identifikace subklinické ektázie tedy nikdy nebyla větší.

V posledních letech se nově vyvinutá technologie, Brillouinova mikroskopie, ukázala jako nejslibnější nástroj pro řešení této klinické potřeby. Tato studie se bude systematicky zabývat kritickou mezerou v současných znalostech tím, že propojí Brillouinovo mapování biomechanických změn rohovky s abnormálním morfologickým chováním a testuje nálezy v podmínkách, kdy je biomechanika rohovky náhle změněna, a to: 1) oslabením při refrakční chirurgii a 2) posílením prostřednictvím zesíťování rohovky.

Očekává se, že klinický nástroj hodnotící mechanický stav rohovky zlepší včasnou diagnostiku a léčbu keratokonu i plánování refrakční chirurgie. To nakonec povede k prediktivním modelům, kde by Brillouinova měření mohla být přesným prediktorem pooperačních výsledků, a tak pomoci při vývoji individualizovaných chirurgických parametrů.