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光子技术促进了眼部护理

2021-3-11 08:59| 发布者: vantsing| 查看: 262| 评论: 1

摘要: 随着当今人口老龄化,白内障、黄斑变性、色素性视网膜炎和青光眼等眼病越来越常见。世界各地的研究人员正在开发新的、增强的基于光的技术,使眼科医生能够做出更早、更准确的诊断,并提供最终将减缓或防止失明的治疗 ...

  随着当今人口老龄化,白内障、黄斑变性、色素性视网膜炎和青光眼等眼病越来越常见。世界各地的研究人员正在开发新的、增强的基于光的技术,使眼科医生能够做出更早、更准确的诊断,并提供最终将减缓或防止失明的治疗。加州的一个小组正在将光学相干断层扫描(OCT)与自适应光学相结合。新西兰的一个团队正在研究一种借鉴自量子光学的探测技术。国家卫生研究院正在支持一项针对青光眼患者的小梁成形术新方法的研究。


自适应光学OCT检测杆和锥的变形

加州大学戴维斯眼科中心的一个团队正在使用一种新的光学相干断层扫描(OCT)工具来检测眼睛中的视杆细胞和视锥细胞的功能,也许有一天它可以更早地检测到黄斑变性。该仪器首次测量了人眼中单个视杆细胞和视锥细胞的微小光诱发变形

“我们的仪器提供了一种在细胞水平上研究视网膜疾病的独特方法,”研究小组负责人拉维·约纳尔(Ravi Jonnal)说。

该团队能够测量单个的视杆细胞和视锥细胞对光的反应,使用高速OCT系统能够检测光感受器外部部分轻微的肿胀,这是光转导的副作用。这是通过在扫描光眼科镜图像的同时捕捉专门的OCT图像来实现的,使其能够精确地定位在一系列数百张3D OCT图像中捕捉到的光感受器的位置和类型。最近,全视场OCT已被用于观察较大周围锥细胞的光诱发变形。由于光诱发的光感受器变形可以非常快,新系统集成了高速傅立叶域锁模激光器,能够快速成像,扫描速度比用于扫描源OCT的商用激光器快16倍。

该团队能够测量单个的视杆细胞和视锥细胞对光的反应,使用高速OCT系统能够检测光感受器外部部分轻微的肿胀,这是光转导的副作用。这是通过在扫描光眼科镜图像的同时捕捉专门的OCT图像来实现的,使其能够精确地定位在一系列数百张3D OCT图像中捕捉到的光感受器的位置和类型。最近,全视场OCT已被用于观察较大周围锥细胞的光诱发变形。由于光诱发的光感受器变形可以非常快,新系统集成了高速傅立叶域锁模激光器,能够快速成像,扫描速度比用于扫描源OCT的商用激光器快16倍。

这项工作是一个新兴的国际研究领域的一部分,该领域旨在开发出完全捕捉活人视网膜神经回路功能的方法。

更多信息请阅读“基于oct的技术捕捉光感受器功能的微妙细节


光要求较低的OCT

在新西兰,研究人员正在使用一种从量子光学借来的检测技术,以比以前低得多的光功率进行OCT。该团队用超导单光子探测器(SSPDs)取代了标准的OCT探测器,SSPDs是一种用于区分单个光子的量子光学技术。这种设置使他们能够实现良好的图像质量,功率级别比目前使用的OCT仪器低100万倍。

来自奥克兰大学的研究小组负责人Sylwia Kolenderska:“对于临床应用来说,能够在低光功率下进行OCT是至关重要的,因为安全标准限制了可以使用的光强度水平。”“在某些情况下,这些功率级别不够高,无法实现良好的图像质量。

SSPDs集成到标准OCT系统中需要对典型的光学设置进行一些修改。现代的OCT仪器通过分辨物体反射的光的颜色或波长来工作。这种波长识别可以通过使用单个像素探测器来完成,同时光源每次产生一个波长,或者可以使用衍射光栅来完成,它将光分成不同的波长,就像一个棱镜和一个相机来检测这些波长。

研究人员用一根光纤代替光栅来分离不同的颜色,每一种颜色在光纤中以不同的速度传播。在光纤的输出端,他们使用SSPD捕捉不同时间到达的不同颜色。这样就可以获得重建OCT图像所需的光谱。

Kolenderska:“在未来,如果单光子检测技术能够变得更小更便宜,那么基于光成像的便携式诊断设备就可以在舒适的家中进行安全的自我诊断。请阅读“量子启发方法显著降低OCT所需的光功率


SLT激光治疗青光眼的新方法

青光眼是一种眼压升高的眼病,如果不加以控制,可导致周围视力丧失或失明。患者每天使用滴眼液通常是可以控制的;然而,由于眼药水很不方便,很容易忘记,而且可能会有副作用,这个来自匹兹堡大学和西弗吉尼亚大学的研究团队正在研究选择性激光小梁成形术(SLT)如何更好地治疗青光眼。

和眼药水一样,SLT也可以通过降低眼压来治疗青光眼,并且已经成功使用多年。在本研究中,他们比较了传统的SLT和低能量的SLT,其优势可能是可以更经常地应用。如果成功,青光眼患者可能会完全摆脱滴眼液,而选择每年进行SLT治疗。

“我们希望每年在办公室进行一次简单的低能量激光手术能有效降低眼压,避免日常药物治疗的麻烦、费用和副作用,”该研究的首席研究员托尼·瑞里尼博士说,他是西维大学的眼科教授和青光眼专家。


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引用 zjzphy 2021-3-13 16:35
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