Snapshot Camera pro AMD

Zobrazovací modalita, která umožňuje rychlé, současné, neinvazivní sondování jak 3D buněčného rozlišení morfologie sítnice pomocí optické koherentní tomografie (OCT), tak molekulárně specifických funkcí autofluorescencí (AF), by mohla podstatně zlepšit jak základní porozumění, tak včasnou diagnostiku věkem souvisejících makulární degenerace (AMD), hlavní příčina slepoty v rozvinutém světě. Hodnocení a léčba AMD využívá několik vyšetřovacích modalit, ale pokroky v technologii OCT významně přispěly k lepšímu pochopení onemocnění a pomohly s monitorováním progrese a terapeutické účinnosti. Avšak kvůli optickým aberacím oka je příčné rozlišení konvenčního OCT obecně omezeno na 10-15 um, což omezuje jeho použití k vizualizaci jednotlivých buněk sítnice in vivo. Integrace adaptivní optiky (AO) do OCT prokázala obrovský úspěch při zmírňování těchto aberací. Mezi různými technikami AO-OCT se středobodem výzkumu stává výpočetní AO (CAO), protože vykazuje jedinečné výhody ve flexibilitě postprocessingu dat a snížených nákladech na systém. CAO je však extrémně citlivý na fázovou stabilitu. Rychlý pohyb oka může snadno zašifrovat fázi odražených fotonů, což omezuje zobrazování na jedinou čelní vrstvu.

K překonání tohoto problému bude studijní tým integrovat metodu okamžitého hyperspektrálního zobrazování, Image Mapping Spectrometry (IMS), s celopolní spektrální doménou OCT. Integrovaný systém nejprve umožní 3D CAO zobrazení sítnice, protože expozice jednou kamerou (4 s) je příliš rychlá na to, aby se pohyb oka rozmíchal mezi vrstvami. Dále, aby se zlepšilo rozlišení ve 3D, studijní tým přizpůsobí zavedený algoritmus CAO pro korekci aberací vlnoplochy. Výsledná metoda, kterou studijní tým nazývá snímek OCT s ultra vysokým rozlišením, umožní současně pořídit čtvrt milionu A-scanů. Vzhledem k typické době trvání zábleskového osvětlení (4us) je ekvivalentní frekvence A-scan 62,5 GHz, což je přibližně o tři řády rychlejší než u nejmodernějších metod. Kromě toho, aby se rozšířila funkčnost systému na molekulární zobrazování, studijní tým přidá druhý IMS zobrazovací kanál pro současné hyperspektrální zobrazování retinálního pigmentového epitelu (RPE) AF, což umožní spektrální biopsii RPE a subRPE lézí, jako jsou drúzy, charakteristická léze rané AMD. Výsledný dvoukanálový AO-OCT/AF systém bude první zobrazovací modalitou, která může poskytnout jak strukturní, tak molekulární informace o sítnici in vivo a ve 3D. Studijní tým si představuje, že takový systém by posunul oblast hodnocení a řízení AMD. Takto získané poznatky budou mít vysokou hodnotu v klinické diagnostice a léčbě. Navíc takový systém urychlí translační výzkum s citlivým a včasným testováním výsledků potenciálních terapeutických činidel, čímž ušetří zrak, a tím poskytne společnosti obrovský přínos.