Altersabhängigkeit der Hornhautbiomechanik mit OCT-Vibrographie

Die Hornhaut, das durchsichtige vordere Fenster des Auges, besteht aus fein verflochtenen Kollagenfasern, die der Hornhaut eine Mikrostruktur verleihen, die für die mechanische Integrität sorgt, die notwendig ist, um ihre typische Kuppelform gegen den Augeninnendruck (IOP) aufrechtzuerhalten. Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften können zu einer abnormalen Hornhautform und Fehlsichtigkeiten führen. Dadurch wird das Licht nicht perfekt auf die Netzhaut fokussiert und das Sehvermögen beeinträchtigt. Ein typisches Beispiel für Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften der Hornhaut findet man bei Patienten mit einer Augenerkrankung namens Keratokonus, die zu einer fortschreitenden Verdünnung der Hornhaut führt. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass vielversprechende Interventionen wie Collagen Crosslinking (CXL) das Fortschreiten ektatischer Augenerkrankungen verlangsamen können. Keratokonus, als typisches Beispiel, kann zwar nicht geheilt, aber zumindest durch CXL gestoppt werden. Daher ist eine frühzeitige Diagnose einer Ektasie für den Patienten von entscheidender Bedeutung. Gegenwärtige diagnostische Methoden der Ektasie basieren eher auf morphologischer als auf biomechanischer Analyse. Die unregelmäßigen Muster der Hornhaut können durch Pachymetrie und Topographie erkannt werden, bevor klinische Symptome auftreten, aber diese Tests können wirklich schwache oder keratokonische Hornhäute nicht zuverlässig von atypischen normalen unterscheiden.

Dies sind zwingende Anforderungen an verbesserte Diagnoseverfahren. In jüngerer Zeit und ausgelöst durch diese unerfüllten Bedürfnisse ist ein Interesse an den mechanischen Eigenschaften der Hornhaut entstanden. Typische Beispiele für mechanische Eigenschaften sind der Elastizitätsmodul und die Hornhautsteifigkeit.

In dieser Pilotstudie werden die Forscher die Fähigkeit eines neuen OCT-Vibrographiesystems testen, Hornhautmaterialparameter zu bestimmen. Genauer gesagt werden die Forscher die Schwingungsreaktion in der menschlichen Hornhaut in-vivo untersuchen, indem sie einen Stimulusmechanismus verwenden, der verwendet wird, um Schwingungen durch Berühren der Hornhautoberfläche zu induzieren. Eine lokalisierte Vibrationsquelle gepaart mit phasensensitiver OCT zur Messung der Frequenzgangfunktion der menschlichen Hornhaut und zur Analyse der Abhängigkeit der Frequenzgangfunktion vom Alter. Darüber hinaus werden die Forscher Daten der Brillouin-Mikroskopie für Computersimulationen verwenden, um die Ergebnisse der OCT-Vibrographie zu validieren.