Stożek rogówki, jedna z wielu chorób oczu, jest obecnie wykrywany przez okulistów na podstawie takich parametrów jak topografia rogówki i jej kształt. Niestety, badanie to wykrywa nieprawidłowości na zbyt późnym etapie – po wystąpieniu uszkodzenia rogówki. Zatem aby przeciwdziałać tej chorobie, jak i wielu innym poważnym schorzeniom oczu, niezbędne jest nowe podejście i pogłębiona wiedza na temat właściwości rogówki.
Ocena biomechaniki oka
Finansowany przez Unię Europejską projekt IMCUSTOMEYE miał na celu opracowanie urządzenia do nieinwazyjnego obrazowania rogówki na potrzeby charakteryzowania jej właściwości biomechanicznych. Zastosowanie tej innowacji może poprawić jakość badań przesiewowych i zwiększyć skuteczność leczenia wielu chorób.
„Pomiar biomechaniki rogówki to wciąż niewykonalne zadanie. Jak dotąd nie opracowano komercyjnego instrumentu do tworzenia mapy jej właściwości mechanicznych”, zauważa Susana Marcos, koordynatorka projektu i dyrektor laboratorium optyki widzenia i biofotoniki przy Hiszpańskiej Narodowej Radzie Badań Naukowych.
Zespół projektu opracował nowe techniki obrazowania dzięki wykorzystaniu nanoczułej optycznej tomografii koherencyjnej (OCT) w połączeniu z bezkontaktowym oddziaływaniem różnymi bodźcami na rogówkę. Zostały one następnie poddane walidacji w laboratorium i zademonstrowane w warunkach klinicznych.
Nowy system pozwala lekarzowi okuliście na uzyskanie niczym nieprzesłoniętego obrazu deformacji rogówki, które można oglądać pod różnymi kątami. System może również rejestrować trójwymiarową topografię rogówki opartą na OCT, co oznacza, że przy użyciu tylko jednego narzędzia generowane są dane tomograficzne i biomechaniczne.
Właściwości biomechaniczne uzyskuje się poprzez połączenie urządzenia obrazującego i bodźca odkształcającego. W ten sposób można wywołać w rogówce makroodkształcenia (podmuch powietrza), modulowane mikroodkształcenia (dźwięk) lub fale o amplitudzie nanometrów rozchodzące się na boki (ultradźwięki).
Zespół projektu opracował metodę, która umożliwia przełożenie amplitud odkształceń, częstotliwości rezonansowych i prędkości rozchodzenia się fal na biomarkery służące ocenie stanu zdrowia rogówki. Podejście to może okazać się przydatne do tworzenia narzędzi wczesnego wykrywania na potrzeby badań przesiewowych.
Markery dla zdrowej rogówki i wczesnych objawów
Te nowe techniki zostały włączone do kompaktowych prototypowych urządzeń i posłużyły do ustalenia punktu odniesienia dla biomechaniki rogówki w zdrowej populacji. Ponadto wykorzystano je do przeprowadzenia badań klinicznych z udziałem trzech grup pacjentów: cierpiących na stożek rogówki, pacjentów przed i po operacji LASIK oraz tych, którzy przeszli operację wszczepienia pierścieni śródrogówkowych i zabieg sieciowania rogówki.
Uzyskane dane zostały wykorzystane do stworzenia map właściwości biomechanicznych rogówki i określenia biomarkerów nieprawidłowości tej części gałki ocznej. „Dzięki urządzeniu można zidentyfikować stożek rogówki na podstawie porównania biomarkerów z wartościami obserwowanymi w zdrowej populacji, co wspiera diagnostykę i pomaga wskazać pacjentów, u których występuje potencjalne ryzyko ektazji”, wyjaśnia Marcos. „Urządzenie jest czułe – potrafi wykryć stożek rogówki w bardzo wczesnym stadium, przed wystąpieniem jakichkolwiek innych objawów”, dodaje.
Ale to nie wszystko. Dane z projektu zostały również wykorzystane do symulacji reakcji rogówki na różne poziomy ciśnienia.
Spersonalizowane dane pacjenta
W celu oszacowania ciśnienia wewnątrzgałkowego lub ciśnienia płynu w oku okuliści wykonują standardowe pomiary. Z uwagi na to, że wysokie ciśnienie w oku stanowi największy czynnik ryzyka wystąpienia jaskry, metoda pozwalająca na jego dokładny pomiar u każdego pacjenta może w znaczący sposób poprawić statystyki w tej dziedzinie.
„Właściwości mechaniczne rogówki wpływają na standardowe pomiary ciśnienia wewnątrzgałkowego”, zauważa Marcos. W związku z tym możliwość określenia tych parametrów u każdego pacjenta będzie miała duże znaczenie w kontekście dokładnego pomiaru ciśnienia wewnątrzgałkowego, a tym samym wczesnego diagnozowania jaskry.
Badania rynku przeprowadzone w ramach projektu IMCUSTOMEYE wskazują na potencjalne zapotrzebowanie zarówno na bardziej zaawansowane urządzenie zdolne do mapowania biomechaniki i topografii rogówki, które mogłoby pomóc w planowaniu interwencji chirurgicznych, jak i na drugie, tańsze urządzenie, które sprawdzi się w badaniach przesiewowych w kierunku chorób oczu i na potrzeby mierzenia ciśnienia wewnątrzgałkowego.
Komentarze
[ z 0]