Biomechanische Hornhautanalyse mit Brillouin-Mikroskopie

Die chirurgische Korrektur von Kurzsichtigkeit und die Identifizierung/Behandlung von Keratokonus sind getrennte, aber eng miteinander verflochtene Themen von großer Bedeutung. Für beide besteht ein unerfüllter Bedarf an direkten Messungen zur Bewertung der Hornhautsteifigkeit (d. h. ihres Widerstands gegen Verformung). Die Prävalenz von Kurzsichtigkeit wird sich voraussichtlich bis 2050 verdoppeln und mehr als 50 % der US-Bevölkerung betreffen. Die Laser-in-situ-Keratomileusis (LASIK) ist eine der beliebtesten und erfolgreichsten Operationen der Welt und schneidet im Vergleich zum langfristigen Tragen von Kontaktlinsen zur Kurzsichtigkeitskorrektur gut ab. Derzeit unterziehen sich jedoch nur etwa 10 % der geeigneten Patienten einer LASIK; die anderen nennen Sicherheitsbedenken als einen wichtigen Faktor bei ihrer Entscheidung. Das Hauptrisiko für schlechte Ergebnisse der refraktiven Chirurgie ist ein biomechanisches Versagen aufgrund einer nicht identifizierten (subklinischen) Ektasie (d. h. Keratokonus). Patienten, die sich zur LASIK-Untersuchung mit atypischer, verdächtiger Hornhautverkrümmung, aber mit unbestimmtem wahren Risiko vorstellen, sind der Hauptgrund für das Scheitern des chirurgischen Screenings. Dies führt dazu, dass guten Kandidaten eine Operation verweigert wird, während bis zu 10 % der wirklich schlechten Kandidaten mit aktuellen Screening-Algorithmen immer noch übersehen werden.

Keratokonus ist bis zu 10-mal häufiger als die zuvor gemeldete Zahl von 1/2000. Corneal Crosslinking (CXL) ist jetzt in den USA für die Keratokonusbehandlung von der FDA zugelassen und versteift die Hornhaut wirksam und stoppt das Fortschreiten der Ektasie. Die Früherkennung von Keratokonus ist entscheidend, aber aktuelle Tests in der Klinik sind morphologisch, nicht biomechanisch und erlauben daher keine endgültige Diagnose in den frühesten Stadien, was zu Sehverlust führt, bevor die CXL-Behandlung eingeleitet wird. Daher war die Notwendigkeit einer genauen Identifizierung der subklinischen Ektasie noch nie größer.

In den letzten Jahren hat sich die neu entwickelte Technologie, die Brillouin-Mikroskopie, als das vielversprechendste Werkzeug herausgestellt, um diesen klinischen Bedarf zu decken. Diese Studie wird die kritische Lücke im aktuellen Wissen systematisch angehen, indem sie die Brillouin-Kartierung von biomechanischen Veränderungen der Hornhaut mit abnormalem morphologischem Verhalten verknüpft und die Ergebnisse unter Bedingungen testet, bei denen die Biomechanik der Hornhaut abrupt verändert wird, durch: 1) Schwächung durch refraktive chirurgische Verfahren und 2) Stärkung durch Hornhautvernetzung.

Es wird erwartet, dass ein klinisches Instrument zur Beurteilung des mechanischen Zustands der Hornhaut die Frühdiagnose und Behandlung von Keratokonus sowie die Planung refraktiver Operationen verbessern wird. Letztendlich wird dies zu Vorhersagemodellen führen, bei denen Brillouin-Messungen ein genauer Prädiktor für postoperative Ergebnisse sein und somit bei der Entwicklung individueller chirurgischer Parameter helfen könnten.