Thermodynamic measurement after cooling the cornea with intact epithelium and lid manipulation

PurposeTo characterize the rate of change of ocular surface temperature (OST) under lid manipulation after cooling the intact cornea with balanced salt solution (BSS).MethodsIn a patient for refractive surgery, prior to the ablation, the temperature of the cornea was continuously recorded with a high speed infrared (350 Hz) camera. Two millilitre of chilled BSS with a temperature of 8.6 °Celsius (°C) was instilled for about 3 s. Using exponential functions, the three contributions have been determined, subjacent corneal layers, environment, and chilled BSS.ResultsThe mean temperature of the cornea preoperatively was 34.5 °C. After applying the chilled BSS the temperature decreased about 14 °C down to an OST of 20 °C and the time needed afterwards to get the normal (OST) temperature of about 30 °C was 40 s. Due to the inserted speculum and missing blink, OST did not reach the original OST of 34.5 °C and faded at about 32.5 °C. According to our best fitted model, absolute value of each contributing component was 31.4 °C (subjacent corneal layers), 26.8 °C (environment) and 8.6 °C (BSS).ConclusionsApplying chilled BSS to the cornea quickly reduces the temperature of the cornea with a thermal relaxation time of 3 s and a amplitude decrease of 8.6 °C. This together with a relaxation time of 7s for subjacent corneal layers, and 184 s for environment after instillation of BSS combined with a well-controlled environment provides a period of 40 s of corneal temperature below baseline, which may be of clinical benefit when applying chilled BSS immediately before or immediately after ablation.

ResumenObjetivoDescribir el índice de cambio de la temperatura de la superficie ocular (OST) con manipulación del párpado tras el enfriamiento de la córnea intacta con solución salina balanceada (BSS).MétodosEn un paciente sometido a cirugía refractiva, con anterioridad a la ablación, registramos continuamente la temperatura de la córnea con una cámara de infrarrojos de alta velocidad (350 Hz). Instilamos durante alrededor de 3 s dos mililitros de BSS a una temperatura de 8,6° Celsius (°C). Utilizando funciones exponenciales, se determinaron los valores de las tres contribuciones: capas corneales subyacentes, ambiente, y BSS fría).ResultadosPreoperatoriamente, la temperatura media de la córnea fue de 34,5 °C. Tras aplicar la BSS fría, la temperatura descendió alrededor de 14 °C hasta alcanzar una OST de 20 °C, precisándose un tiempo posterior de 40 segundos para alcanzar la OST normal de unos 30 °C. Debido a la inserción del espéculo y a la ausencia de parpadeo, la OST no alcanzó el valor original de 34,5 °C, permaneciendo en unos 32,5 °C. De acuerdo a nuestro modelo de mejor ajuste, el valor absoluto de cada componente participante fue de 31,4 °C (capas corneales subyacentes), 26,8 °C (ambiente) y 8,6 °C (BSS).ConclusionesLa aplicación de BSS fría a la córnea reduce rápidamente la temperatura de la misma, con un tiempo de relajación térmica de 3 s y un descenso de amplitud de 8,6 °C. Estos hallazgos, junto con tiempos de relajación de 7 s para las capas corneales subyacentes, y de 184 s para el ambiente tras la instilación de BSS, junto con un entorno bien controlado, proporciona unos 40 s de temperatura corneal inferior a la basal, lo que puede suponer un beneficio clínico cuando se aplica BSS fría inmediatamente antes o inmediatamente después de la ablación.