Brillouin-skanning i kataraktösa ögon

Brillouin-mikroskopi (BM), baserad på Brillouin-ljusstrålnings-teorin, har etablerats inom klinisk oftalmologi för att undersöka retinala egenskaper, hornhinnesjukdomar och åldersrelaterade linsförändringar. Dessa BM-härledda mått kan porträttera biosystemets inneboende egenskaper, såsom hydreringsgraden eller innehållet och anisotropin av hornhinnans kollagenfibrer, samtidigt som de förblir opåverkade av faktorer som intraokulärt tryck och centrala hornhinnetjockleken. In vivo har BM visat sig kunna karakterisera de djupberoende eller gradientviskoelastiska egenskaperna hos ögonlinser. Vissa studier har använt denna teknik för att visa att linskärnan tjocknar med åldern, medan tjockleken på linskortex förblir konstant. Laboratoriestudier har också visat en ökning av linskärnans styvhet, medan senare kliniska Brillouin-mätningsstudier har visat att kärnan tydligt skiljer sig från den mjukare kortexen.

Även om data om åldersrelaterade linsförändringar redan finns, behöver de in vivo linsbiomekaniska egenskaperna hos kataraktlinser härledda från Brillouin fortfarande undersökas grundligt. Detta är relevant eftersom korrelationen av Brillouin-härledda kataraktlinsmekanik med Lens Opacity Classification System (LOCS III) och/eller den fakoemulsifieringsenergi som krävs för kataraktoperation kan ge användbar information om huruvida tekniken skulle kunna ge värdefulla insikter om linskärnans styvningsprocess. Mycket hårda eller mjuka kärnor förblir en av de största riskfaktorerna för komplikationer under kataraktoperation. I det förra fallet krävs en betydligt högre mängd energi under fakoemulsifiering, vilket kan leda till samtidig skada på hornhinnans endotel och förlängd kirurgisk återhämtning. I det senare fallet utgör intraoperativ fragmentering av cellkärnan en utmaning.

För närvarande bedöms typen, graden och (representativa) hårdheten hos kataraktlinsen preoperativt med en spaltlampundersökning med LOCS III-systemet. Graden av linsopacitet ger information om hur fakoemulsifiering ska utföras, vilken viskoelastisk anordning som ska väljas och vilken erfarenhet kirurgen behöver för att utföra operationen. Spaltlampbedömningsmetoden är dock känslig för subjektiv variation mellan observatörer. Med tanke på de unika egenskaperna för att bedöma linsens biomekaniska egenskaper in vivo och den korta skanningstiden, skulle BM kunna användas som en ny komplementär objektiv metod för kirurgiska beslut.