Corneale biomechanische analyse met behulp van Brillouin-microscopie

Chirurgische correctie van bijziendheid en identificatie/behandeling van keratoconus zijn afzonderlijke maar nauw met elkaar verweven kwesties van groot belang. Voor beide is er een onvervulde behoefte aan directe metingen om de stijfheid van het hoornvlies (d.w.z. de weerstand tegen vervorming) te evalueren. De prevalentie van bijziendheid zal naar verwachting tegen 2050 verdubbelen en meer dan 50% van de Amerikaanse bevolking treffen. Laser in situ keratomileusis (LASIK) is een van de meest populaire en succesvolle operaties ter wereld en steekt gunstig af bij langdurig gebruik van contactlenzen voor correctie van bijziendheid. Slechts ~ 10% van de in aanmerking komende patiënten ondergaat momenteel echter LASIK; de anderen noemen veiligheidsoverwegingen als een belangrijke factor in hun beslissing. Het primaire risico op slechte resultaten van refractieve chirurgie is biomechanisch falen als gevolg van niet-geïdentificeerde (subklinische) ectasie (d.w.z. keratoconus). Patiënten die zich presenteren voor LASIK-evaluatie met atypische, verdachte kromming van het hoornvlies, maar met een onbepaald werkelijk risico, vormen de belangrijkste reden voor het mislukken van chirurgische screening. Dit heeft tot gevolg dat goede kandidaten een operatie wordt geweigerd, terwijl tot 10% van de echt slechte kandidaten nog steeds wordt gemist met behulp van de huidige screeningsalgoritmen.

Keratoconus komt tot 10 keer vaker voor dan het eerder gerapporteerde cijfer van 1/2000. Corneal cross-linking (CXL) is nu door de FDA goedgekeurd in de VS voor de behandeling van keratoconus en is effectief in het verstijven van het hoornvlies en het stoppen van de progressie van ectasie. Vroege identificatie van keratoconus is van cruciaal belang, maar de huidige tests in de kliniek zijn morfologisch, niet biomechanisch, en maken daarom geen definitieve diagnose in de vroegste stadia mogelijk, wat resulteert in verlies van gezichtsvermogen voordat de CXL-behandeling wordt gestart. De behoefte aan nauwkeurige identificatie van subklinische ectasie is dus nog nooit zo groot geweest.

In de afgelopen jaren is de nieuw ontwikkelde technologie, Brillouin-microscopie, naar voren gekomen als het meest veelbelovende hulpmiddel om aan deze klinische behoefte te voldoen. Deze studie zal systematisch de kritieke leemte in de huidige kennis aanpakken door Brillouin-mapping van corneale biomechanische veranderingen te koppelen aan abnormaal morfologisch gedrag en de bevindingen te testen in omstandigheden waarin cornea-biomechanica abrupt wordt veranderd, door: 1) verzwakking met refractieve chirurgieprocedures, en 2) versterking door crosslinking van het hoornvlies.

Verwacht wordt dat een klinisch hulpmiddel dat de mechanische toestand van het hoornvlies beoordeelt, de vroege diagnose en het beheer van keratoconus zal verbeteren, evenals de planning van refractiechirurgie. Uiteindelijk zal dit leiden tot voorspellende modellen waarbij Brillouin-metingen een nauwkeurige voorspeller kunnen zijn van postoperatieve uitkomsten en zo kunnen helpen bij het ontwikkelen van geïndividualiseerde chirurgische parameters.