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高速和高分辨率的人体角膜体内成像

2020-7-30 09:30| 发布者: 安之竹| 查看: 1276| 评论: 0|来自: 波兰科学院

摘要: 如果眼睛是灵魂的镜子,那么得益于透明的角膜,我们可以深入了解灵魂。得益于波兰科学院物理化学研究所科学家的工作,利用全息光学层析成像的创新方法,我们可以深入了解角膜本身


超级相机可以快速、廉价、无痛地诊断角膜病变。图片来源:波兰科学院物理化学研究所Grzegorz Krzyzewski 


如果眼睛是灵魂的镜子,那么得益于透明的角膜,我们可以深入了解灵魂。并且得益于波兰科学院物理化学研究所科学家的工作,我们可以深入了解角膜本身,而并不需要直接触摸它。这些全部归功于全息光学层析成像的创新方法的引入。


“我们的想法是破坏相干的激光束照射角膜,这样我们可以显著延长曝光时间,而不会危及脆弱的视网膜。与此同时,它可以使我们保持较高的光功率值,从而使我们能够甚至看到从角膜向后散射的微弱光线。” Wojtkowski教授解释说。另外,所收集数据的体积性质允许角膜曲率的光学平坦化,并在整个截面上获得其所有层的异常清晰的图像。这不是一件容易的事,因为角膜的透明性虽然允许在眼内看,但不便于检查角膜本身。

 

旧的方法要求测量设备与眼睛接触,因此必须强制使用眼球麻醉,并且测量本身持续时间很长。但是,即使是使用OCT(光学相干断层扫描)的较新技术,由于图像采集速度不够快,也存在局限性,当检查未麻醉的眼睛时,由于眼球的微动,使获得的图像模糊。

 

这项突破来自于每秒可记录数万帧的超高速相机,这使得以闪电般的速度记录图像成为可能。标准OCT的问题在于分辨率和伪影,因为角膜是弯曲的,而扫描时,激光束在每个部分的排列略有不同。这也是波兰科学院物理化学研究所的科学家介入的原因。他们的方法被称为全息OCT断层扫描,使他们能够在不到一秒的时间内捕获角膜,并以极高的,前所未有的分辨率记录角膜的整个深度。患者甚至没有来得及眨眼,他的角膜就已经成像了,其准确性非常高,甚至可以看到单个细胞。而且,即使她或他眨了眨眼(嗯,比如说移动了眼睛),计算机也会补偿这种移动,从而获得清晰图像。

 

Wojtkowski教授解释说:此外,我们的新设备没有活动部件,而且由于激光束的相位调制,我们可以使用更功率而不会伤害眼睛的深层组织。

 

该方法有机会彻底改变眼科疾病的诊断方法,不仅限于角膜,为医生提供了一种快速,无痛地检查患者的工具。由于它还能使普通裂隙灯中看不见的东西可见,并且同样是非侵入性的,因此患者将获得舒适感,眼科医生将获得无与伦比的更多信息。


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