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Nuevo sistema para una mejor detección de anomalías biomecánicas del ojo basado en imágenes en múltiples secciones de la deformación corneal por un soplo de aire  
Nuevo sistema para una mejor detección de anomalías biomecánicas del ojo basado en imágenes en múltiples secciones de la deformación corneal por un soplo de aire
Biomecánica corneal
La biomecánica corneal juega un papel fundamental en el origen y progresión de patologías de la córnea, como el queratocono, en remodelación corneal después de cirugía corneal y ayuda en la precisión de la medición de los biomarcadores del glaucoma, como la presión intraocular (PIO).
Las imágenes de deformación corneal inducidas por un soplo de aire sin contacto revelan información que diferencia la respuesta corneal normal frente a la patológica. Sin embargo, los sistemas comerciales actuales se limitan a monitorear la deformación corneal solo en un meridiano corneal (sección horizontal).

Este artículo que se engloba dentro de los hitos del proyecto EU Horizon 2020 IMCUSTOMEYE, presenta un novedoso sistema de tomografía de coherencia óptica de fuente de barrido (SSOCT) desarrollado a medida, que junto con una excitación de soplo de aire colineal, es capaz de registrar una deformación corneal dinámica en múltiples meridianos.

La biomecánica corneal, la morfología corneal y la presión intraocular (PIO) son algunos de los factores más importantes que influyen en el equilibrio de fuerzas que ayudan a mantener un ojo sano y una buena visión. La biomecánica corneal juega un papel fundamental en la génesis de patologías corneales, como el queratocono. Varios tratamientos oculares también se basan en la respuesta biomecánica corneal, incluidos los implantes corneales para la corrección refractiva o las incisiones corneales en la cirugía de cataratas donde la ubicación y la geometría de la incisión modula la corrección del astigmatismo. Además, la precisión de la medición de la PIO, un biomarcador de glaucoma, está influenciada por las propiedades biomecánicas de la córnea.

Queratocono
El queratocono es un trastorno progresivo, no inflamatorio, que provoca el adelgazamiento y la protrusión de la córnea en una forma cónica. Las propiedades viscoelásticas corneales se alteran en el queratocono, más evidentemente con una reducción de su rigidez, comúnmente en una región excéntrica focal de la córnea.
Hoy en día, se cree que los cambios en las propiedades biomecánicas tienen lugar antes del adelgazamiento y el empinamiento corneal, en lo que se conoce como queratocono preclínico. Los tratamientos para el queratocono incluyen, entre otros, entrecruzamiento de colágeno para el endurecimiento de la córnea e implantes de segmentos de anillo corneal intraestromal para aplanar el cono, en casos leves y moderados, y trasplante de córnea en casos más avanzados. Los tratamientos para los casos leves a moderados se centran en detener la progresión de la enfermedad, ya que no hay cura disponible para revertir su curso. Por lo tanto, los pacientes se beneficiarán de una detección temprana, antes del desarrollo de cambios en la forma de la córnea.

La detección precoz del queratocono, o de cualquier anomalía biomecánica corneal, es una tarea difícil, ya que requiere sondear el tejido corneal normal y patológico in vivo.

Tomografía de coherencia óptica
La tomografía de coherencia óptica (OCT) es una técnica diagnóstica de imagen no invasiva que sirve para la exploración en detalle de partes del ojo como la córnea, y esta vez se ha utilizado en combinación con un estímulo de soplo de aire. Una ventaja de los sistemas OCT es la flexibilidad de los patrones de escaneo de haces ópticos programables, que pueden diseñarse para monitorear múltiples meridianos. Sin embargo, ningún sistema hasta la fecha ha logrado explotar tanto la ventaja de la velocidad de escaneo axial de SSOCT como las capacidades de los sistemas de escaneo láser ultrarrápidos. Una elección cuidadosa del diseño del sistema óptico y del escaneo permitió el compromiso apropiado entre el muestreo temporal y espacial de los perfiles de deformación corneal.

En este artículo, se presenta el primer dispositivo de obtención de imágenes de la córnea en múltiples secciones, basado en un sistema de tomografía de coherencia óptica de fuente de barrido con altas velocidades de escaneo transversal, para medir un prometedor biomarcador temprano de queratocono basado en la asimetría de deformación inducida por el soplo de aire.

El sistema servirá como base para determinar las especificaciones mínimas viables para un dispositivo de detección de queratocono, y como plataforma para estimar las propiedades biomecánicas corneales específicas de cada paciente, que pueden ser usadas en simuladores de cirugía corneal.
Actualmente, el sistema se emplea en un estudio clínico piloto con sujetos candidatos a lasik y queratocono en colaboración con el Instituto Oftalmológico Fernández Vega.

Enlace al artículo

El trabajo es una colaboración entre el Instituto de Óptica, 2EyesVision SL, Biomechanical Engineering Group de la University of Liverpool, Physical Optics and Biophotonics Group del Institute of Physical Chemistry - Polish Academy of Sciences (Varsovia).
 
Investigación financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación y la Agencia Estatal de Investigación
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