ชีวกลศาสตร์ของกระจกตาเป็นแนวคิดที่ครอบคลุมคุณสมบัติทางกลของกระจกตา กระจกตาเป็น “วัตถุที่มีความหนืดยืดหยุ่น” ซึ่งมีทั้งคุณสมบัติยืดหยุ่นและความหนืด และพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปและการคืนตัวภายใต้แรงภายนอกเป็นลักษณะเฉพาะของการทำงานของมัน
“ความยืดหยุ่น” คือคุณสมบัติของของแข็งที่เปลี่ยนรูปเนื่องจากแรงดันแล้วกลับคืนสู่รูปร่างเดิม “ความหนืด” แสดงถึงระดับความข้นหนืดของของเหลว เนื้อเยื่อที่มีชีวิตส่วนใหญ่เป็นวัตถุที่มีความหนืดยืดหยุ่น และกระจกตาก็เป็นหนึ่งในนั้น
เมื่อกระจกตาได้รับแรงกด มันจะเปลี่ยนรูป และเมื่อลดแรงกด มันจะพยายามกลับคืนสู่รูปร่างเดิม ในกระบวนการนี้ เส้นทางระหว่างการ加压และการลดแรงกดไม่ตรงกัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ปรากฏการณ์ฮิสเทอรีซิส (hysteresis) ฮิสเทอรีซิสเป็นตัวบ่งชี้พลังงานที่สูญเสียไประหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูปและการคืนตัว ซึ่งสะท้อนคุณสมบัติทางกลของกระจกตา1)
ค่ามอดุลัสยืดหยุ่น (มอดุลัสของยัง) ของกระจกตาได้รับการรายงานในช่วงกว้างตั้งแต่ 0.1 ถึง 57 MPa ขึ้นอยู่กับสภาวะและวิธีการวัดในหลอดทดลอง1) ยิ่งมอดุลัสของยังสูง เนื้อเยื่อยิ่งแข็งและเปลี่ยนรูปได้ยาก
ชีวกลศาสตร์ของกระจกตามีความสำคัญเพิ่มขึ้นในสถานการณ์ทางคลินิกต่อไปนี้:
ปัจจุบัน มีอุปกรณ์เพียงสองชนิดที่สามารถประเมินไบโอเมคานิกส์ของกระจกตาในร่างกายได้ในเชิงปริมาณ ได้แก่ Ocular Response Analyzer (ORA) และ Corvis ST แนวคิดเรื่องไบโอเมคานิกส์ของกระจกตายังใหม่ และการตีความผลการวัดยังคงต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
ฮิสเทอรีซิสของกระจกตา (CH) เป็นพารามิเตอร์ที่วัดจากความแตกต่างระหว่างความดันที่ทำให้กระจกตาแบนขณะเพิ่มความดันและขณะลดความดัน (P1 − P2) เมื่อกระจกตาถูกทำให้เสียรูปด้วยลมปะทะ สะท้อนคุณสมบัติวิสโคอีลาสติกของกระจกตา โดยเฉพาะความสามารถในการดูดซับและกระจายพลังงาน CH ต่ำในโรคกระจกตาโป่งพอง ดูรายละเอียดในหัวข้อ “ความสำคัญทางคลินิกและการประยุกต์ใช้”
ไบโอเมคานิกส์ของกระจกตาได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย 1) ด้านล่างนี้เป็นสรุปปัจจัยสำคัญทางคลินิก
ความแข็งของกระจกตาเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญตามอายุ 1) สาเหตุหลักคือการเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติของ cross-link ของคอลลาเจนและการปรับเปลี่ยนเส้นใยเนื่องจากไกลเคชัน
Tahsini และคณะ (2025) วิเคราะห์แผนที่ดัชนีความเค้น-ความเครียด (SSI) ในอาสาสมัครสุขภาพดี 72 คน และแสดงให้เห็นว่า SSI เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจาก 0.938 ± 0.067 ในกลุ่มอายุ 20-50 ปี เป็น 1.143 ± 0.064 ในกลุ่มอายุ 50-80 ปี (Pearson r = 0.92, p < 0.001) 3) อัตราการแข็งตัวแตกต่างกันตามตำแหน่ง โดยดำเนินไปเร็วกว่าในบริเวณที่แข็งกว่าอยู่แล้ว
CCT มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับ CH และ CRF 1) ยิ่งกระจกตาหนา ค่าเหล่านี้ก็ยิ่งสูง นอกจากนี้ยังส่งผลต่อการวัดความดันลูกตา โดยกระจกตาที่หนามักจะประเมินความดันลูกตาสูงเกินไป
ความสัมพันธ์ระหว่างความดันลูกตา (IOP) กับไบโอเมคานิกส์ของกระจกตามีความซับซ้อน 1) การเพิ่มขึ้นของ IOP ทำให้ค่า CH ลดลง แต่ส่วนหนึ่งเป็นเพราะคุณสมบัติของระบบการวัด ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงของกระจกตา ในผู้ป่วยต้อหิน มีรายงานว่า CH ต่ำเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อการลุกลามของลานสายตา
เอสโตรเจนมีผลต่อ cross-link ของคอลลาเจนและลดความแข็งของกระจกตา 1) CH ผันผวนระหว่างรอบเดือนและการตั้งครรภ์ ควรหลีกเลี่ยงการผ่าตัดแก้ไขสายตาผิดปกติระหว่างตั้งครรภ์
ในภาวะกระจกตาบวมน้ำ ความแข็งจะลดลงเมื่อปริมาณน้ำเพิ่มขึ้น1) การรักษาปริมาณน้ำปกติ (ประมาณ 78%) ช่วยให้เกิดความเสถียรทางกล
ในโรคเบาหวาน กระบวนการไกลเคชันแบบไม่ใช้เอนไซม์ของคอลลาเจนดำเนินไป ทำให้ความแข็งของกระจกตาเพิ่มขึ้น1) มีรายงานว่า CH และ CRF ในผู้ป่วยเบาหวานสูงกว่าคนปกติ
CXL เป็นการรักษาที่ใช้รังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นยาว (UVA) และไรโบฟลาวินเพื่อเสริมสร้างการเชื่อมขวางระหว่างเส้นใยคอลลาเจน เพิ่มความแข็งของกระจกตา1) SP-A1 เพิ่มขึ้นหลัง CXL สะท้อนถึงการปรับปรุงความแข็งอย่างเป็นกลาง สำหรับการยับยั้งการลุกลามของโรคกระจกตารูปกรวยด้วย CXL โปรดดูหัวข้อ «ความสำคัญทางคลินิกและการประยุกต์ใช้»
กระจกตาแข็งขึ้นตามอายุ การเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติของการเชื่อมขวางคอลลาเจนและไกลเคชันเป็นสาเหตุหลัก และในการศึกษาโดยใช้แผนที่ SSI ค่า SSI เพิ่มขึ้นประมาณ 22% จากกลุ่มอายุ 20-50 ปีเป็นกลุ่มอายุ 50-80 ปี3) อย่างไรก็ตาม อัตราการแข็งตัวแตกต่างกันตามตำแหน่ง โดยดำเนินไปเร็วกว่าในบริเวณส่วนกลางและส่วนรอบนอกซึ่งเดิมแข็งกว่า
ปัจจุบันมีอุปกรณ์ทางคลินิกสองชนิดวางจำหน่ายในท้องตลาดสำหรับวัดกลศาสตร์ชีวภาพของกระจกตาในร่างกาย วิธีการทดลอง เช่น กล้องจุลทรรศน์บริลลูอินและการวัดความยืดหยุ่นแบบอินเตอร์เฟอโรเมทรีเชิงแสง (OCE) กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา1)
ลักษณะของอุปกรณ์วัดหลักแสดงไว้ด้านล่าง
| อุปกรณ์ | พารามิเตอร์หลัก | ลักษณะเฉพาะ |
|---|---|---|
| ORA | CH, CRF | สะท้อนความหนืดยืดหยุ่น |
| Corvis ST | SP-A1, CBI, การบาดเจ็บที่สมอง | วิเคราะห์การเสียรูปด้วยวิดีโอ |
| กล้องจุลทรรศน์บริลลูอิน | โมดูลัสยืดหยุ่น | การทำแผนที่ 3 มิติเชิงลึก |
ORA เป็นอุปกรณ์พ่นลมแบบไม่สัมผัสของบริษัท Reichert2) โดยจะตรวจสอบส่วนกลางของกระจกตา (3-6 มม.) ด้วยแสงอินฟราเรดแบบอิเล็กโทรออปติกขณะเพิ่มและลดความดัน วัดกระบวนการเสียรูปและการฟื้นตัวของกระจกตาประมาณ 30 มิลลิวินาที
พารามิเตอร์หลักที่คำนวณได้มีดังนี้:
เชื่อว่า CH สะท้อนคุณสมบัติความหนืดของกระจกตาเป็นหลัก ในขณะที่ CRF สะท้อนคุณสมบัติความยืดหยุ่นเป็นหลัก2)
Corvis ST (บริษัท Oculus) ใช้กล้อง Scheimpflug ความเร็วสูง 4,330 เฟรมต่อวินาที ถ่ายภาพตัดขวางแนวนอนของกระจกตาขนาด 8.5 มม. อย่างต่อเนื่อง บันทึกการเสียรูปของกระจกตาจากลมเป่าเป็นวิดีโอ2)
ค่าพารามิเตอร์การเสียรูปของกระจกตาคำนวณหลักๆ ที่สามช่วงเวลา:
ในแต่ละช่วงเวลา จะคำนวณเวลาที่ผ่านไป ความยาวของพื้นที่แบน ความเร็วการเสียรูป และการเคลื่อนที่ของยอดกระจกตา พารามิเตอร์ทางคลินิกหลักมีดังนี้:
Corvis ST สามารถใช้เป็นเครื่องวัดความดันตาได้เช่นเดียวกับ ORA และคำนวณความดันลูกตาที่ปรับแก้ทางชีวกลศาสตร์ (bIOP)
ORA
วิธีการกดแบนสองทิศทางด้วยลมเป่า: ติดตามการเสียรูปและการฟื้นตัวของกระจกตาด้วยอินฟราเรด
พารามิเตอร์: CH, CRF, IOPg, IOPcc. ให้ตัวบ่งชี้โดยรวมของความหนืดยืดหยุ่น
เปิดตัวในปี 2005: อุปกรณ์เชิงพาณิชย์เครื่องแรกที่ทำให้สามารถวัดชีวกลศาสตร์ของกระจกตาในร่างกายได้
Corvis ST
กล้อง Scheimpflug ความเร็วสูง: บันทึกวิดีโอการเสียรูปของหน้าตัดกระจกตาที่ 4,330 เฟรมต่อวินาที
พารามิเตอร์: SP-A1, CBI, TBI, SSI, อัตราส่วน DA ฯลฯ สามารถคำนวณตัวบ่งชี้แบบบูรณาการร่วมกับการตรวจเอกซเรย์
ความสามารถในการขยาย: สามารถใช้ตัวบ่งชี้ใหม่ เช่น แผนที่ SSI และการวิเคราะห์แบบบูรณาการ AI กับ Pentacam HR
กล้องจุลทรรศน์บริลลูอิน (Brillouin microscopy) เป็นเทคนิคที่วิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับโฟนอนเชิงเสียง และทำแผนที่สามมิติแบบไม่รุกรานของคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ของกระจกตา1) ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นตามยาวของเนื้อเยื่อประมาณได้จากการเลื่อนความถี่ในหน่วย GHz
ในขณะที่ ORA และ Corvis ST วัดการตอบสนองเฉลี่ยของกระจกตาทั้งหมด กล้องจุลทรรศน์บริลลูอินมีความละเอียดเชิงลึกและสามารถมองเห็นการกระจายตัวของความยืดหยุ่นเฉพาะที่1) คาดว่าจะนำไปใช้ในการประเมินผลของการเชื่อมขวางตามความลึกหลังการทำ CXL และการตรวจหาการลดลงของความแข็งเฉพาะที่ในโรคกระจกตารูปกรวย ปัจจุบัน ระยะเวลาการวัดที่ยาวนานและอิทธิพลของปัจจัยสิ่งแวดล้อมเป็นความท้าทาย และยังไม่ถึงการประยุกต์ใช้ทางคลินิก
การวัดความยืดหยุ่นด้วยแสงเชื่อมโยง (Optical Coherence Elastography; OCE) เป็นเทคนิคที่วัดการเคลื่อนที่ภายในสโตรมาของกระจกตาที่เกิดจากแรงภายนอก1) สามารถประเมินความเครียดในชั้นกลางและชั้นหลังของกระจกตา มีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์คุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ที่ขึ้นกับความลึก
ORA คำนวณค่า hysteresis ของกระจกตา (CH) และปัจจัยความต้านทานกระจกตา (CRF) จากการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณอินฟราเรด และประเมินความหนืดยืดหยุ่นโดยรวม Corvis ST บันทึกวิดีโอการเปลี่ยนรูปของหน้าตัดกระจกตาด้วยกล้อง Scheimpflug ความเร็วสูง และคำนวณพารามิเตอร์ไดนามิกจำนวนมาก Corvis ST มีลักษณะเด่นคือสามารถใช้ตัวบ่งชี้เชิงประกอบที่ใช้ AI เช่น การบาดเจ็บที่สมองจากอุบัติเหตุ ผ่านการบูรณาการกับ Pentacam HR
การวัดชีวกลศาสตร์ของกระจกตามีบทบาทสำคัญในการตรวจหาโรคกระจกตาโป่งพองระยะแรก การประเมินการผ่าตัดแก้ไขสายตา การปรับแก้การวัดความดันลูกตา และการประเมินประสิทธิภาพของ CXL
ในโรคกระจกตาโป่งพอง การเปลี่ยนแปลงทางชีวกลศาสตร์เกิดขึ้นก่อนการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา 5) แม้ในระยะที่การตรวจภูมิประเทศหรือการตรวจภาพตัดขวางไม่สามารถตรวจพบความผิดปกติ การประเมินชีวกลศาสตร์อาจช่วยให้วินิจฉัยได้ตั้งแต่ระยะแรก
ในระยะแรกของโรคกระจกตาโป่งพอง การลดลงของโมดูลัสยืดหยุ่นเฉพาะที่สัมพันธ์กับการสลายตัวของเส้นใยคอลลาเจน ซึ่งเริ่มวงจรการเสียสมดุลทางชีวกลศาสตร์ 7) ความเค้นเพิ่มขึ้นและกระจายตัวใหม่ ทำให้กระจกตาโค้งงอและบางลง
ความสามารถในการวินิจฉัยของตัวบ่งชี้หลักในการตรวจหาโรคกระจกตาโป่งพองระยะแรกมีดังนี้ 7):
| ตัวบ่งชี้ | ค่า SUCRA | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| การบาดเจ็บที่สมองจากอุบัติเหตุ | 96.2 | แม่นยำที่สุด |
| CBI | 83.8 | ตัวบ่งชี้ที่ดีเป็นอันดับสอง |
| CRF | 66.4 | มาจาก ORA |
ตามเกณฑ์ของ Brar ดวงตาที่สงสัยทางชีวกลศาสตร์ถูกกำหนดเป็น CBI > 0.5 และ TBI > 0.297) เพื่อหลีกเลี่ยงผลลบลวง แนะนำให้ใช้การตรวจภูมิประเทศของกระจกตา (เช่น การถ่ายภาพ Scheimpflug) ร่วมกับการประเมินทางชีวกลศาสตร์5)7).
ตามการทบทวนอย่างครอบคลุมโดย Wang และคณะ (2025) แบบจำลองผสมระหว่างการตรวจภูมิประเทศและชีวกลศาสตร์มีประสิทธิภาพเหนือกว่าพารามิเตอร์เดี่ยวในการตรวจหา FFKC (forme fruste keratoconus) แบบจำลองการถดถอยโลจิสติกของ Luz และคณะมีค่า AUROC 0.953 (ความไว 85.71% ความจำเพาะ 98.68%)2).
ในการศึกษาโดยใช้ ORA ดวงตา FFKC แสดงค่า CH และ CRF ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับดวงตาปกติ2) ในดวงตา VAE-NT (very asymmetric ectasia with normal topography) ค่า CH 8.5 ± 1.5 mmHg และ CRF 8.3 ± 1.5 mmHg ซึ่งต่ำกว่ากลุ่มควบคุมปกติ2).
TBI จาก Corvis ST แสดงค่า AUROC 0.985 ในดวงตา VAE-NT และทั้งความไวของ CBI (99.1%) และความไวของ TBI (99.6%) มีค่าสูงมากในการตรวจหา keratoconus ที่ผิดปกติทางภูมิประเทศ2).
การผ่าตัดแก้ไขสายตาส่งผลต่อคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์โดยการตัดหรือทำให้สโตรมาของกระจกตาผิดรูป4) ภาวะกระจกตาโป่งพองหลังผ่าตัดเป็นภาวะแทรกซ้อนที่พบได้น้อย (0.04-0.6%) แต่รุนแรง และการประเมินชีวกลศาสตร์ก่อนผ่าตัดมีความสำคัญ4).
ในการทบทวนอย่างเป็นระบบโดย Pniakowska และคณะ (2023) จาก 17 การศึกษาไปข้างหน้า การลดลงของชีวกลศาสตร์มากที่สุดเกิดขึ้นใน LASIK (การตัดสโตรมาพร้อมการสร้างแผ่นปิด) รองลงมาคือ SMILE (การสกัดเลนติเคิล) และการตัดผิวหน้า (PRK/LASEK)4).
ข้อค้นพบหลักเกี่ยวกับชีวกลศาสตร์หลังผ่าตัด:
ค่าเฉลี่ยทั่วไปของ CH และ CRF หลังการตัดผิวกระจกตาแบบผิวเผินคือ CH 8.68 ± 0.94 mmHg และ CRF 8.39 ± 1.08 mmHg 4) ใน SMILE ค่า CH ยังคงสูงกว่า LASEK อย่างมีนัยสำคัญที่ 3 เดือนหลังผ่าตัด แต่ความแตกต่างหายไปหลังจาก 3 ปี 4)
มีรายงานว่าการรวมดัชนีชีวกลศาสตร์และพารามิเตอร์ภูมิประเทศช่วยเพิ่มความแม่นยำในการทำนายการผ่าตัดแก้ไขสายตาได้มากกว่า 25% 7) ผู้ป่วยที่มีความแข็งของกระจกตาต่ำมีความเสี่ยงต่อความผิดปกติของการหักเหของแสงที่เหลืออยู่หลังผ่าตัดสูงกว่า 2-3 เท่า 7)
การวัดความดันลูกตาด้วยเครื่องวัดความดันลูกตาแบบกดแบนของ Goldmann (GAT) ได้รับผลกระทบจากความหนาของกระจกตาและคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์ 5)
ในโรคกระจกตาโป่งพองหรือหลังการผ่าตัดแก้ไขสายตา การบางลงของเนื้อเยื่อและความอ่อนแอทางชีวกลศาสตร์ทำให้ความดันลูกตาที่วัดได้ต่ำกว่าความเป็นจริง 5) อุปกรณ์ทางเลือกต่อไปนี้ได้รับการแนะนำ:
IOPcc ที่คำนวณโดย ORA ได้รับผลกระทบจาก CCT และ CH น้อยกว่า และสะท้อนความดันลูกตาที่แท้จริงได้แม่นยำกว่า
CXL เป็นการรักษาที่เสริมสร้างการเชื่อมขวางในสโตรมาของกระจกตาโดยใช้ไรโบฟลาวินและรังสี UVA ซึ่งมีประสิทธิภาพในการชะลอการลุกลามของโรคกระจกตารูปกรวย 6) การรักษานี้เพิ่มความแข็งทางชีวกลศาสตร์ของกระจกตา แต่หลักฐานเกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ในระดับโครงสร้างจุลภาคโดยตรงยังไม่เพียงพอ 6)
Larkin และคณะ (2021) ในการทดลองแบบสุ่มที่มีกลุ่มควบคุมแบบหลายศูนย์ Keralink ได้ตรวจสอบประสิทธิภาพของ CXL ในผู้ป่วยโรคกระจกตารูปกรวยอายุน้อย ความชุกของโรคกระจกตารูปกรวยสูงถึง 1:375 ในเนเธอร์แลนด์ และ 1:84 ในผู้ใหญ่อายุ 20 ปีในออสเตรเลีย 6) มีรายงานว่า CXL มีประสิทธิภาพในการชะลอการลุกลามของโรคกระจกตารูปกรวยในผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ แต่ช่วงความเชื่อมั่นกว้างและมีความเสี่ยงต่ออคติ 6)
หลัง CXL ค่า SP-A1 เพิ่มขึ้น และสามารถประเมินการปรับปรุงความแข็งของกระจกตาได้อย่างเป็นกลางด้วย Corvis ST 1) ควรสังเกตว่าจำเป็นต้องมีความหนาของกระจกตาที่แน่นอน และมีรายงานโปรโตคอลเช่น sub400 สำหรับกรณีที่มีการบางลงอย่างรุนแรง
การกร่อนผิวกระจกตา (PRK/LASEK) มีผลกระทบต่อชีวกลศาสตร์น้อยที่สุด รองลงมาคือ SMILE และ LASIK ตามลำดับ4) ใน SMILE เนื่องจากไม่มีการสร้างแผ่นปิด ความสมบูรณ์ของโครงสร้างพื้นผิวด้านหน้าของกระจกตาจึงคงไว้ได้ง่ายกว่า ใน LASIK การทำให้แผ่นปิดบาง และใน SMILE การทำให้ฝาครอบหนา เป็นประโยชน์ต่อการรักษาความแข็งแรง
กระจกตาประกอบด้วย 5 ชั้น (เยื่อบุผิว, ชั้นโบว์แมน, สโตรมา, เยื่อเดสเซเม็ท, เยื่อบุผนังหลอดเลือด) และสโตรมาซึ่งมีสัดส่วนประมาณ 90% ของความหนา เป็นตัวกำหนดชีวกลศาสตร์1) สโตรมาประกอบด้วยเส้นใยคอลลาเจนชนิดที่ 1 และ V และโปรตีโอไกลแคน ทิศทาง ความหนาแน่น และการเชื่อมขวางของเส้นใยคอลลาเจนเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดคุณสมบัติทางชีวกลศาสตร์
พฤติกรรมเชิงกลของกระจกตามีลักษณะดังต่อไปนี้1):
Tahsini และคณะ (2025) แบ่งกระจกตาออกเป็น 9 โซนโดยใช้แผนที่ SSI: ส่วนกลาง, ส่วนรอบกลาง (4 โซน) และส่วนรอบนอก (4 โซน) และวิเคราะห์ความแข็งตามโซน ค่า SSI เฉลี่ยในโซนส่วนกลางและส่วนรอบนอกสูง (1.153 ± 0.079) ในขณะที่โซนส่วนรอบกลางต่ำ (0.890 ± 0.057) โซนส่วนรอบกลางด้านล่าง (โซน 4 และ 5) อ่อนแอที่สุด โดยมี SSI = 0.8333)
ความอ่อนแอของโซนส่วนรอบกลางด้านล่างสอดคล้องกับข้อเท็จจริงทางคลินิกที่ว่าโรคกระจกตาโป่งพอง (keratoconus) มักเกิดขึ้นในส่วนล่าง3) สิ่งนี้บ่งชี้ว่าบริเวณที่อ่อนแอทางกลไกมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียสมดุลทางชีวกลศาสตร์ได้ง่าย
นอกจากนี้ยังพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างโซนส่วนรอบกลางด้านบน (SSI = 0.945) และโซนส่วนรอบกลางด้านล่าง (SSI = 0.833) และโซนด้านจมูก (SSI = 0.903) แสดงความแข็งสูงกว่าโซนด้านขมับเล็กน้อย (SSI = 0.879)3)
ในระยะเริ่มต้นของโรคกระจกตาโป่งพอง จะเกิดการลดลงของโมดูลัสยืดหยุ่นเฉพาะที่ ซึ่งเริ่มต้นการสลายและเสื่อมของเส้นใยคอลลาเจน7) สิ่งนี้กระตุ้นวงจรการเสียสมดุลทางชีวกลศาสตร์:
ในบริเวณที่เป็นโรค จะพบการสลายคอลลาเจนที่เพิ่มขึ้น การสูญเสียเซลล์กระจกตา (เคอราโทไซต์) การลดลงของ cross-link คอลลาเจน และการอ่อนแอลงอย่างมีนัยสำคัญของการตอบสนองความเค้น-ความเครียด ปัจจัยที่ทำให้เกิดการเสื่อมทางชีวกลศาสตร์ ได้แก่ พันธุกรรม นิสัยการขยี้ตา การบาดเจ็บเล็กน้อยจากคอนแทคเลนส์ และภาวะภูมิแพ้
จากการวิเคราะห์แผนที่ SSI โซนส่วนรอบกลางด้านล่าง (inferior paracentral zone) แสดงค่าความแข็งต่ำที่สุด (SSI = 0.833)3) บริเวณนี้สอดคล้องกับตำแหน่งที่พบบ่อยของโรคกระจกตาโป่งพอง ซึ่งบ่งชี้ว่าความอ่อนแอทางกลโดยกำเนิดอาจเกี่ยวข้องกับการเกิดโรค
SSI II (แผนที่ SSI) เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ใช้การสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์และแบบจำลองการกระจายเส้นใยคอลลาเจน เพื่อแสดงภาพการกระจายความแข็งของผิวกระจกตาแบบสองมิติ 2)3)
Tahsini และคณะ (2025) วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความแข็งของกระจกตาตามอายุในแต่ละบริเวณโดยใช้แผนที่ SSI การแข็งตัวดำเนินไปเร็วกว่าในบริเวณที่แข็งอยู่แล้ว (ส่วนปลาย: 0.0058-0.0067/ปี) และช้าในบริเวณที่อ่อนแอ (ส่วนกลางด้านล่าง: 0.0039/ปี) พบความสัมพันธ์สูงมาก (Pearson r = 0.96) ระหว่าง SSI ของตาขวาและตาซ้าย 3)
แผนที่ SSI คาดว่าจะมีประโยชน์ในการทำความเข้าใจกลไกการเริ่มต้นและการดำเนินของโรคกระจกตาทรงกรวย และการปรับการรักษา CXL ให้เฉพาะบุคคล การประยุกต์ใช้การรักษาเฉพาะบุคคลตามอายุของผู้ป่วยและบริเวณกระจกตากำลังเป็นที่คาดหวัง 3)
การนำเทคนิค AI และการเรียนรู้ของเครื่องมาใช้ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการตรวจหาโรคกระจกตาทรงกรวย 2)
ตามการทบทวนของ Wang และคณะ (2025) อัลกอริทึม AI มีความแม่นยำประมาณ 98% ในการตรวจหาโรคกระจกตาทรงกรวยที่แสดงอาการ แต่เพียงประมาณ 90% ในชนิดกึ่งแสดงอาการ (subclinical) ซึ่งยังคงมีความเสี่ยงที่จะพลาด 2)
การใช้การวิเคราะห์ป่าสุ่ม (random forest) ได้รวมเมตริกของ Pentacam HR และ Corvis ST เข้าด้วยกัน และรายงานความจำเพาะ 93% และความไว 86% ในการจำแนกโรคกระจกตาทรงกรวยกึ่งแสดงอาการ 2) แบบจำลองการวินิจฉัยโดยใช้โครงข่ายประสาทแบบแพร่ย้อนกลับ (backpropagation neural network) มีค่า AUROC 0.877 แสดงความสามารถในการตรวจหา FFKC ที่เหนือกว่า CBI (0.610) และการบาดเจ็บที่สมองจากอุบัติเหตุ (0.659) 2)
กล้องจุลทรรศน์บริลลูอินได้รับความสนใจในฐานะเทคโนโลยีที่ช่วยให้การทำแผนที่ความยืดหยุ่นสามมิติของกระจกตา 1) แสดงให้เห็นประโยชน์ในการประเมินผลของการเชื่อมขวางหลัง CXL ตามความลึก และการแสดงภาพการลดลงของความแข็งเฉพาะที่ในโรคกระจกตาทรงกรวย ทิศทางในอนาคตคือการปรับปรุงความแม่นยำในการวัดผ่านการบูรณาการ AI และการประยุกต์ใช้ทางคลินิกจริง 1)
โรคกระจกตาทรงกรวยเกิดขึ้นในสองตา แต่ตาข้างหนึ่งอาจไม่มีอาการ (FFKC/VAE-NT) 2) มีความพยายามในการประเมินทางชีวกลศาสตร์ของตาอีกข้างของผู้ป่วยที่มีโรคกระจกตาทรงกรวยทางคลินิกในตาข้างเดียว เพื่อทำนายความเสี่ยงของการเกิดโรคในอนาคต การบาดเจ็บที่สมองจากอุบัติเหตุแสดงความไวในการตรวจสูงในตา VAE-NT และการเปรียบเทียบระหว่างสองตาอาจเป็นเบาะแสสำหรับการวินิจฉัยระยะแรก 2)
