La vita si misura in battiti del cuore, così dicono, e i battiti del cuore potrebbero presto aiutare a misurare la salute dei nostri occhi. Se i medici possono misurare il polso nell'occhio per diagnosticare patologie corneali, i risultati possono salvare la vista e possono anche salvare vite.

Ogni battito del cuore invia un'ondata di sangue, inducendo cambiamenti molto piccoli ma misurabili nel volume degli occhi, con conseguente momentaneo aumento della pressione intraoculare. Partendo dal postulato che i cambiamenti nell'elasticità o nella rigidità dell'occhio possono segnalare cambiamenti strutturali o funzionali significativi, i ricercatori stanno cercando modi per misurare con precisione la biomeccanica oculare.

Secondo il collega dello SPIE Dr. Kirill Larin, Cullen College of Engineering Professore di ingegneria biomedica presso l'Università di Houston, "La misurazione accurata della biomeccanica corneale non influenzerebbe solo la nostra interpretazione clinica dei test diagnostici, ad esempio misurando la pressione intraoculare o valutando gli effetti delle terapie farmacologiche, ma anche prevedere l'insorgenza di malattie dell'occhio posteriore, come il glaucoma." Attualmente, non esiste un metodo affidabile disponibile per eseguire la misurazione quantitativa dell'elasticità corneale negli occhi viventi.

Per soddisfare questa esigenza clinica, Il gruppo del Dr. Larin sta sviluppando un nuovo approccio per la valutazione completamente "no-touch" della biomeccanica corneale. Comodo per i pazienti, questo approccio farebbe avanzare la comprensione medica dei disturbi corneali, consentire lo sviluppo di nuove terapie e interventi clinici, e migliorare l'esito degli attuali interventi chirurgici e terapeutici. L'ultimo passo nella loro ricerca è pubblicato in SPIE's Giornale di ottica biomedica (JBO).

Occhi elastici

Nel 2013, Rainer A. Leitgeb ha dimostrato per primo la possibilità di misurare il movimento del tessuto oculare dovuto al battito cardiaco utilizzando la tomografia a coerenza ottica (OCT) sensibile alla fase. Ispirato da quel lavoro, Il gruppo di Kirill Larin sta attualmente studiando l'uso dell'OCT per eseguire l'elastografia per dedurre le proprietà meccaniche del tessuto corneale. Il loro metodo, chiamata elastografia a coerenza ottica del battito cardiaco (hb-OCE), utilizza i cambiamenti indotti dal battito cardiaco nella pressione intraoculare per dedurre le proprietà meccaniche della cornea. Gli autori osservano che i risultati preliminari, da simulazioni condotte con tessuto corneale derivato da suini, suggeriscono che la valutazione della rigidità corneale con riferimento alle fluttuazioni della pressione interoculare può essere fattibile per la valutazione dell'elasticità corneale nel tessuto vivente, che è il passo successivo del loro lavoro.

Il caporedattore di JBO Brian Pogue, MacLean Professor of Engineering Science presso il Dartmouth College Thayer School of Engineering osserva, "Il concetto di utilizzare il movimento del corpo per estrarre informazioni meccaniche dinamiche è stato utilizzato in varie versioni dell'elastografia, ma ha una rilevanza particolarmente buona per in vivo imaging e rilevamento degli occhi, perché le distanze sono piccole e la sensibilità alla pulsazione sanguigna è relativamente alta. Questo studio rivoluzionario aiuterà a definire il prossimo passo nei test clinici di questo concetto".

Gli autori fanno notare che il metodo Hb-OCE potrebbe essere potenzialmente utile per applicazioni cliniche, come un modo per rilevare diverse condizioni fisiopatologiche legate al sangue e ai vasi oculari, come il diabete, tra gli altri.