Livet mäts i hjärtslag, så säger de - och hjärtslag kan snart hjälpa till att mäta våra ögons hälsa. Om läkare kan mäta pulsen i ögat för att diagnostisera hornhinnepatologier, resultaten kan rädda synen och kan också rädda liv.

Varje hjärtslag skickar en pulsvåg av blod, inducerar mycket små men ändå mätbara förändringar i ögonvolymen, med en resulterande tillfällig ökning av det intraokulära trycket. Att arbeta utifrån postulatet om att förändringar i ögats elasticitet eller stelhet kan signalera betydande strukturella eller funktionella förändringar, forskare söker sätt att noggrant mäta okulär biomekanik.

Enligt SPIE -kollegan Dr. Kirill Larin, Cullen College of Engineering Professor i biomedicinsk teknik vid University of Houston, "Noggrann mätning av hornhinnans biomekanik skulle inte bara påverka vår kliniska tolkning av diagnostiska tester, till exempel genom att mäta intraokulärt tryck eller bedöma effekterna av läkemedelsbehandlingar, men också förutsäga uppkomsten av bakre ögonsjukdomar, såsom glaukom. "För närvarande, det finns ingen tillgänglig tillförlitlig metod för att utföra kvantitativ mätning av hornhinnans elasticitet i levande ögon.

För att tillgodose detta kliniska behov, Dr Larins grupp utvecklar ett nytt tillvägagångssätt för fullständig "no-touch" -bedömning av hornhinnans biomekanik. Bekvämt för patienterna, detta tillvägagångssätt skulle främja medicinsk förståelse för hornhinnestörningar, tillåta utveckling av nya kliniska terapier och interventioner, och förbättra resultatet av nuvarande kirurgiska och terapeutiska ingrepp. Det senaste steget i deras forskning publiceras i SPIE:s Journal of Biomedical Optics (JBO).

Töjbara ögon

Under 2013, Rainer A. Leitgeb demonstrerade först möjligheten att mäta rörelsen hos okulär vävnad på grund av hjärtslaget med hjälp av faskänslig optisk koherens tomografi (OCT). Inspirerad av det arbetet, Kirill Larins grupp forskar för närvarande om användning av OCT för att utföra elastografi för att härleda mekaniska egenskaper hos hornhinnevävnad. Deras metod, kallad hjärtslag optisk koherenselastografi (hb-OCE), använder hjärtslagsinducerade förändringar i intraokulärt tryck för att härleda hornhinnans mekaniska egenskaper. Författarna noterar att preliminära resultat, från simuleringar som utförts med hornhinnevävnad från svin, föreslå att bedömning av hornhinnans styvhet med hänvisning till fluktuationer i interokulärt tryck kan vara genomförbart för bedömning av hornhinnans elasticitet i levande vävnad, vilket är nästa steg i deras arbete.

JBO:s chefredaktör Brian Pogue, MacLean professor i ingenjörsvetenskap vid Dartmouth College Thayer School of Engineering anmärkningar, "Begreppet att använda kroppens egen rörelse för att extrahera dynamisk mekanisk information är en som har använts i olika versioner av elastografi, men har särskilt god relevans för in vivo ögonavbildning och avkänning, eftersom avstånden är små och känsligheten för blodpulsation är jämförelsevis hög. Denna genombrottstudie hjälper till att definiera nästa steg i klinisk testning av detta koncept. "

Författarna noterar att Hb-OCE-metoden kan vara potentiellt användbar för live, kliniska tillämpningar, som ett sätt att upptäcka olika patofysiologiska tillstånd relaterade till okulärt blod och kärl, såsom diabetes, bland andra.