Corneal biomekanisk analyse ved hjælp af Brillouin-mikroskopi

Kirurgisk korrektion af nærsynethed og identifikation/behandling af keratoconus er separate, men tæt sammenflettede problemer af stor betydning. For begge er der et udækket behov for direkte målinger for at evaluere hornhindens stivhed (dvs. dens modstand mod deformation). Forekomsten af ​​nærsynethed forventes at fordobles, hvilket påvirker mere end 50 % af den amerikanske befolkning, inden 2050. Laser in situ keratomileusis (LASIK) er en af ​​de mest populære og succesrige operationer i verden og kan sammenlignes med langvarig brug af kontaktlinser til korrektion af nærsynethed. Imidlertid gennemgår kun ~10% af de berettigede patienter LASIK i øjeblikket; de andre nævner sikkerhedshensyn som en væsentlig faktor i deres beslutning. Den primære risiko for dårlige refraktive operationsresultater er biomekanisk svigt på grund af uidentificeret (subklinisk) ektasi (dvs. keratoconus). Patienter, der præsenterer sig for LASIK-evaluering med atypisk, mistænkelig hornhindekrumning, men med ubestemt sand risiko, repræsenterer hovedårsagen til kirurgisk screeningsfejl. Dette resulterer i, at gode kandidater bliver nægtet operation, mens op til 10% af virkelig dårlige kandidater stadig savnes ved hjælp af nuværende screeningsalgoritmer.

Keratoconus er op til 10 gange mere udbredt end det tidligere rapporterede 1/2000 tal. Corneal cross-linking (CXL) er nu FDA godkendt i USA til keratoconusbehandling og er effektiv til at stivne hornhinden og standse ektasiprogression. Tidlig identifikation af keratoconus er kritisk, men nuværende test i klinikken er morfologiske, ikke biomekaniske, og tillader derfor ikke en endelig diagnose på de tidligste stadier, hvilket resulterer i synstab, før CXL-behandling påbegyndes. Behovet for nøjagtig identifikation af subklinisk ektasi har således aldrig været større.

I de seneste år har nyudviklet teknologi, Brillouin mikroskopi, vist sig som det mest lovende værktøj til at imødekomme dette kliniske behov. Denne undersøgelse vil systemisk adressere det kritiske hul i den nuværende viden ved at koble Brillouin-kortlægning af hornhindens biomekaniske ændringer til unormal morfologisk adfærd og teste resultaterne under tilstande, hvor hornhindens biomekanik pludseligt ændres ved: 1) svækkelse med refraktive kirurgiske procedurer og 2) styrkelse gennem korneal tværbinding.

Det forventes, at et klinisk værktøj, der vurderer den mekaniske tilstand af hornhinden, vil forbedre tidlig diagnose og håndtering af keratoconus samt planlægning af refraktiv kirurgi. I sidste ende vil dette føre til prædiktive modeller, hvor Brillouin-målinger kan være en nøjagtig forudsigelse af postoperative resultater og dermed hjælpe med at udvikle individualiserede kirurgiske parametre.