Sarveiskalvon biomekaaninen analyysi Brillouin-mikroskoopilla

Likinäköisyyden kirurginen korjaus ja keratoconuksen tunnistaminen/hallinta ovat erillisiä, mutta tiiviisti toisiinsa liittyviä tärkeitä asioita. Molemmille on olemassa tyydyttämätön suorien mittausten tarve sarveiskalvon jäykkyyden (eli sen muodonmuutoskestävyyden) arvioimiseksi. Myopian esiintyvyyden odotetaan kaksinkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä, ja se vaikuttaa yli 50 prosenttiin Yhdysvaltain väestöstä. Laser in situ keratomileusis (LASIK) on yksi suosituimmista ja menestyneimmistä leikkauksista maailmassa ja sitä verrataan suotuisasti pitkäaikaiseen piilolinssien käyttöön likinäköisyyden korjaamiseen. Kuitenkin vain ~10 %:lle kelvollisista potilaista tehdään LASIK tällä hetkellä; muut mainitsevat turvallisuushuolet keskeisenä tekijänä päätöksessään. Ensisijainen riski huonoille taittoleikkaustuloksille on biomekaaninen vika, joka johtuu tunnistamattomasta (subkliinisestä) ektasiasta (ts. keratoconus). Potilaat, jotka saapuvat LASIK-arviointiin, joilla on epätyypillinen, epäilyttävä sarveiskalvon kaarevuus, mutta joiden todellinen riski on määrittelemätön, ovat tärkein syy leikkauksen seulonta epäonnistumiseen. Tämä johtaa siihen, että hyviltä hakijoilta evätään leikkaus, kun taas jopa 10 % todella huonoista ehdokkaista jää edelleen väliin nykyisillä seulontaalgoritmeilla.

Keratoconus on jopa 10 kertaa yleisempi kuin aiemmin raportoitu luku 1/2000. Sarveiskalvon ristisilloitus (CXL) on nyt FDA:n hyväksymä Yhdysvalloissa keratokonuksen hoitoon, ja se jäykistää sarveiskalvoa tehokkaasti ja pysäyttää ektasian etenemisen. Keratoconuksen varhainen tunnistaminen on ratkaisevan tärkeää, mutta klinikalla nykyiset testit ovat morfologisia, eivät biomekaanisia, eivätkä siksi mahdollista lopullista diagnoosia varhaisvaiheessa, mikä johtaa näön menetykseen ennen CXL-hoidon aloittamista. Näin ollen tarve subkliinisen ektasian tarkalle tunnistamiselle ei ole koskaan ollut suurempi.

Viime vuosina hiljattain kehitetty tekniikka, Brillouin-mikroskopia, on noussut lupaavimmaksi työkaluksi tämän kliinisen tarpeen käsittelemiseksi. Tässä tutkimuksessa käsitellään järjestelmällisesti nykytiedon kriittistä aukkoa yhdistämällä sarveiskalvon biomekaanisten muutosten Brillouin-kartoitus epänormaaliin morfologiseen käyttäytymiseen ja testaamalla löydöksiä olosuhteissa, joissa sarveiskalvon biomekaniikka muuttuu äkillisesti: 1) heikentämällä taitekirurgisilla toimenpiteillä ja 2) vahvistamalla. sarveiskalvon silloittamisen kautta.

Sarveiskalvon mekaanista tilaa arvioivan kliinisen työkalun odotetaan parantavan keratokonuksen varhaista diagnoosia ja hoitoa sekä taittokirurgian suunnittelua. Viime kädessä tämä johtaa ennustaviin malleihin, joissa Brillouinin mittaukset voivat olla tarkka ennustaja leikkauksen jälkeisistä tuloksista ja siten auttaa yksilöllisten kirurgisten parametrien kehittämisessä.