Neuartige Diagnostik für die Augenstruktur

Zielsetzung:

Der Zweck dieser Forschung besteht darin, eine neue Technologie, die optische Kohärenztomographie (OCT), zu evaluieren, um Erkrankungen des Auges abzubilden und die mithilfe der OCT erhaltenen Messungen mit denen anderer Bildgebungs- und Gesichtsfeldgeräte zu vergleichen. OCT kann für die frühzeitige Diagnose und Überwachung einer Vielzahl von Augenerkrankungen wie altersbedingter Makuladegeneration (ARMD), Glaukom, diabetischer Retinopathie, Makulaödem und anderen Pathologien nützlich sein.

Spezifische Ziele:

Es gibt drei Teilstudien: Querschnitts-, Längsschnitt- und Reproduzierbarkeitsstudien. Die Querschnitts- und Längsschnittarme untersuchen die Wirksamkeit der OCT-Technologie im Hinblick auf die Erkennung und Überwachung von Augenkrankheiten. Die Reproduzierbarkeitsstudie soll die Messähnlichkeit des OCT testen.

Hintergrund:

Dies ist eine Fortsetzung einer laufenden Studie des New England Eye Center (NEEC), Tufts Medical Center, Boston, MA. Diese Studie begann, als unsere Forschungsgruppe am NEEC angesiedelt war und in Zusammenarbeit mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo wir die ersten klinischen Studien mit OCT durchführten. Die erste Untersuchung mittels OCT wurde 1991 in Science veröffentlicht und zeigte eine In-vitro-Bildgebung der menschlichen Netzhaut und atherosklerotischen Plaques. Wir entwickelten ein OCT-Prototypsystem zur Durchführung vorläufiger ophthalmologischer klinischer Studien und begannen 1993 mit klinischen OCT-Bildgebungsstudien.

Der Prototyp des ophthalmischen OCT-Instruments erfasste OCT-Bilder der Netzhaut mit einer axialen Auflösung von 10 µm innerhalb einer Aufnahmezeit von 2,5 Sekunden. Das OCT-Bildgebungssystem wurde mit einem Spaltlampen-Biomikroskop für die In-vivo-Tomographie des vorderen und hinteren Auges integriert. Der Strahl wird mithilfe computergesteuerter galvonometrischer Scanner in das Auge geleitet, die beliebige Quermuster scannen können. Der Strahlfokus fällt mit der Bildebene der Spaltlampe zusammen, um ein gleichzeitiges Scannen und Visualisieren des Auges durch die Spaltlampe oder über eine CCD-Kamera zu ermöglichen. Bei der Tomographie des vorderen Auges wird das Mikroskop direkt auf die Struktur fokussiert, während bei der Netzhautbildgebung Bilder der Netzhaut über eine Linse auf die Bildebene der Spaltlampe übertragen werden. Ein Computer sorgt für die Echtzeitanzeige des Tomogramms, die Bildverarbeitung und die Datenverwaltung.

Die OCT-Technologie wurde patentiert und anschließend in die Industrie übertragen (Zeiss Humphrey Systems, CA). Unser Prototyp eines ophthalmischen OCT-Systems wurde zu einem klinischen Instrument entwickelt und 1996 auf dem ophthalmologischen Markt eingeführt. Die kommerzielle OCT-Technologie hat eine axiale Auflösung von 10 µm und kann in 1 Sekunde ein Netzhauttomogramm mit 100 transversalen Pixeln erstellen. Vor drei Jahren wurde ein OCT-Bildgebungsgerät der dritten Generation, OCT3, eingeführt. Die OCT-Bildgebung wird heute als Standarddiagnoseverfahren im Rahmen einer ophthalmologischen Untersuchung für viele Netzhaut- und Glaukompatienten im Eye Center des University of Pittsburgh Medical Center (UPMC) und im New England Eye Center (NEEC) eingesetzt. Die OCT-Bildgebung wird in großen Forschungs- und klinischen Zentren auf der ganzen Welt eingesetzt. Das OCT wurde von der Food and Drug Administration für den Einsatz in der Augenheilkunde zugelassen.

Bedeutung:

OCT ermöglicht die Darstellung von Gewebepathologien in situ und in Echtzeit mit einer Auflösung, die der der konventionellen Histopathologie nahe kommt, ohne dass Proben herausgeschnitten und verarbeitet werden müssen. OCT bietet eine quantitative Methode zur direkten Messung von Augenstrukturen mit hoher Präzision und könnte eine objektive, frühe Diagnose von Glaukom, altersbedingter Makuladegeneration (ARMD), diabetischer Retinopathie, Makulaödem und anderen Pathologien ermöglichen. Umfangreiche Studien wurden mit OCT sowohl im Querschnitt als auch im Längsschnitt durchgeführt. In diesem laufenden Protokoll besteht unser Ziel darin, diese Studien mit kommerziellen ophthalmologischen OCT-Bildgebungsinstrumenten fortzusetzen, um Methoden zur Früherkennung zu entwickeln und die Längsschnittbewertung der oben genannten Augenpathologien zu verbessern.