Korneal biomekanisk analyse ved bruk av Brillouin-mikroskopi

Kirurgisk korrigering av nærsynthet og identifikasjon/behandling av keratokonus er separate, men tett sammenvevde problemer av stor betydning. For begge er det et udekket behov for direkte målinger for å evaluere hornhinnestivhet (dvs. dens motstand mot deformasjon). Prevalensen av nærsynthet forventes å dobles, og påvirke mer enn 50 % av den amerikanske befolkningen, innen 2050. Laser in situ keratomileusis (LASIK) er en av de mest populære og vellykkede operasjonene i verden og kan sammenlignes med langvarig bruk av kontaktlinser for korrigering av nærsynthet. Imidlertid gjennomgår bare ~10% av kvalifiserte pasienter LASIK for tiden; de andre nevner sikkerhetshensyn som en viktig faktor i deres beslutning. Den primære risikoen for dårlige refraktive operasjonsresultater er biomekanisk svikt på grunn av uidentifisert (subklinisk) ektasi (dvs. keratokonus). Pasienter som presenterer for LASIK-evaluering med atypisk, mistenkelig hornhinnekrumning, men med ubestemt sann risiko, representerer den viktigste årsaken til svikt i kirurgisk screening. Dette resulterer i at gode kandidater nektes operasjon, mens opptil 10 % av virkelig dårlige kandidater fortsatt savnes ved bruk av gjeldende screeningsalgoritmer.

Keratokonus er opptil 10 ganger mer utbredt enn det tidligere rapporterte 1/2000-tallet. Korneal cross-linking (CXL) er nå FDA-godkjent i USA for keratokonusbehandling og er effektivt for å stive av hornhinnen og stoppe ektasiprogresjon. Tidlig identifisering av keratokonus er kritisk, men nåværende tester i klinikken er morfologiske, ikke biomekaniske, og tillater derfor ikke en definitiv diagnose på de tidligste stadiene som resulterer i synstap før CXL-behandling igangsettes. Dermed har behovet for nøyaktig identifisering av subklinisk ektasi aldri vært større.

I de siste årene har nyutviklet teknologi, Brillouin-mikroskopi, dukket opp som det mest lovende verktøyet for å møte dette kliniske behovet. Denne studien vil systemisk adressere det kritiske gapet i dagens kunnskap ved å koble Brillouin-kartlegging av biomekaniske endringer i hornhinnen til unormal morfologisk oppførsel og teste funnene i forhold der hornhinnens biomekanikk brått endres, ved: 1) svekkelse med refraktive kirurgiske prosedyrer, og 2) styrking gjennom korneal kryssbinding.

Det forventes at et klinisk verktøy som vurderer den mekaniske tilstanden til hornhinnen vil forbedre tidlig diagnose og behandling av keratokonus samt planlegging av refraktiv kirurgi. Til syvende og sist vil dette føre til prediktive modeller der Brillouin-målinger kan være en nøyaktig prediktor for postoperative utfall og dermed hjelpe til med å utvikle individualiserte kirurgiske parametere.