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基于OCT的新技术可检测光感受器细胞微小形变

2020-09-04 17:57:01浏览:656来源:中国激光网   

加利福尼亚大学戴维斯分校(University of California, Davis)的研究人员们发明了一种仪器,可测量人眼中单个视杆和视锥细胞上光引起的微小形变。这项研究未来将有助于黄斑变性的检测,黄斑变性是55岁上人群致盲的首要病因。

这项技术基于光学相干断层扫描技术(Optical Coherence Tomography, OCT),在记录专门的OCT图像的同时扫描检眼镜(light ophthalmoscope, SLO)所成像,因此可检测光转导(即视觉过程)的外部表现——人眼外部的轻微肿胀。此技术可以测量单个视杆和视锥细胞对光线的反应,可检测远小于成像光源波长的形变。

图1 研究人员发明了一种高速OCT和扫描光学检眼镜同步成像系统,对视网膜上的视杆和视锥细胞成像。OCT所成像与光学检眼镜所成像结合,以确定光感受器细胞的位置和类型。加利福尼亚大学戴维斯分校眼科中心Mehdi Azimipour供图。

“尽管视杆和视锥细胞肿胀成像可以揭示其对光线的动态响应,但我们一直不知道是否可以在活体人眼上应用。”研究论文的第一作者Mehdi Azimipour说。“这是因为光感受器细胞的尺寸以及光引发的形变远远要小于视网膜成像系统的分辨率。”

与近来用于对较大外围视锥细胞的光引发形变成像的全场OCT技术相比,此项技术有显著的优点:加利福尼亚大学戴维斯分校的设备聚焦性更好,通过阻挡散射光线、减少噪声,获得了更优成像质量。由于光引发的光感受器细胞形变发生速度很快 ,新系统采用了高速傅里叶域的锁模激光器,扫描速度比扫频OCT所用的商业激光器的快16倍。

研究人员同时加入了自适应光学技术,可以实时检测并校准偏差。即使加入了自适应光学技术,由于系统光源波长在1微米附近。视杆细胞也无法被成像。为了解决这一问题,研究人员又增加了扫描检眼镜成像通道,使用低于1微米的波长来提高成像分辨率,同时可在所形成的图像中区分视杆和视锥细胞。

要确定感光细胞的位置,需要拍摄数百张三维OCT图像,涉及到的数据量十分巨大。为存储这些数据,使这项技术在临床中应用,必须开发相应的数据处理软件,以扫描更广的视网膜区域。

研究人员下一步打算使用该仪器来测量患有视网膜疾病患者的光感受器细胞反应,以期取得新的发现。

此项研究成果发表在Optics Letters上(www.doi.org/10.1364/OL.398868)。

(责任编辑:小编)
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