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基于光学相干层析技术捕捉人眼感光器功能的细微细节

2020-8-24 16:45| 发布者: 安之竹| 查看: 177| 评论: 0

摘要: 美国加州大学戴维斯分校(UC DAVIS)的研究人员目前开发了一种可以对人眼内单个杆状细胞和锥状细胞的微小光诱发变形进行活体测量的仪器。

    美国加州大学戴维斯分校(UC DAVIS)的研究人员目前开发了一种可以对人眼单个杆状细胞和锥状细胞的微小光诱发变形进行活体测量仪器。该方法将来可能会提高对黄斑变性55岁以上人群致盲的主要原因的检测。

 

该系统以光学相干层析成像(optical coherence tomography, OCT)为基础,同时采集专门的OCT图像和扫描光眼底镜(scanning light ophthalmoscope, SLO图像,从而使能够检测到人体感光细胞外段的轻微肿胀(这种肿胀为光传导,即视觉过程的副作用。这项技术能够测量单个杆状细胞和锥状细胞对光的反应,并且可以检测出明显小于成像光源波长的变形。


研究人员开发了一种独特的同步高速光学相干层析成像(OCT)/扫描光眼底镜(SLO)系统,可以捕捉视网膜杆状细胞和锥状细胞的功能。OCT图像与SLO图像被同时采集以确定在一系列3D OCT图像中捕获的感器的位置和类型。由UC Davis眼科中心Mehdi Azimipour提供。


 该研究论文的第一作者Mehdi Azimipour说:“虽然通过对杆状细胞和锥状细胞的肿胀成像可以揭示它们对光的反应动力学,但直到最近,人们还不知道这些变化是否可以在人眼中进行活体测量。因为感光的大小和光诱发变形的尺寸均远远低于视网膜成像系统所能提供的分辨率。

    与全视野OCT(最近被应用于外周锥状细胞大尺寸的光诱发变形可视化检测)相比,该系统具有显著的优势。UC Davis设备提供了更好的共焦度,通过抑制更多的散射光和抑制噪声来提高图像质量。由于感光器的光诱发变形速度可能会非常快,新系统采用了高速傅里叶域锁模激光器,从而能够快速成像,并且扫描速度比目前商用激光扫描源OCT快16倍。

    研究人员还结合了可以实时测量并校正像差的自适应光学(Adaptive Optics, AO)技术。但即使借助自适应光学,系统(使用1μm波长光源,波长太大,分辨率太低)也无法对尺寸极小的杆状感光细胞成像。为了克服这个问题,研究人员增加了一个扫描光眼底镜成像通道,该通道使用小于1μm的波长来提高成像分辨率,并结合同时采集的OCT图像区分杆状细胞和锥状细胞


为了精确定位感光细胞的位置和类型,实验中将采集数以百计的三维OCT图像为了适应巨大数据量的要求,并使这项技术在临床上切实可行,必须开发软件来处理数据,从而将其应用于更大的视网膜区域扫描   

           

   研究人员的下一步是使用该仪器测量视网膜疾病患者感光器的光反应,看看能否获得新的发现


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