Fotocamera istantanea per AMD

Una modalità di imaging che consenta il sondaggio rapido, simultaneo e non invasivo sia della morfologia retinica a risoluzione cellulare 3D mediante tomografia a coerenza ottica (OCT) sia delle funzioni molecolari specifiche mediante autofluorescenza (AF) potrebbe migliorare sostanzialmente sia la comprensione di base che la diagnosi precoce dei disturbi legati all'età degenerazione maculare (AMD), la principale causa di cecità nel mondo sviluppato. La valutazione e la gestione dell'AMD utilizzano diverse modalità di indagine, ma i progressi nella tecnologia OCT hanno contribuito in modo significativo a una migliore comprensione della malattia e hanno aiutato a monitorare la progressione e l'efficacia terapeutica. Tuttavia, a causa delle aberrazioni ottiche dell'occhio, la risoluzione trasversale dell'OCT convenzionale è generalmente limitata a 10-15 µm, limitandone l'uso per visualizzare le singole cellule retiniche in vivo. L'integrazione dell'ottica adattiva (AO) in OCT ha dimostrato un immenso successo nel mitigare queste aberrazioni. Tra le varie tecniche AO-OCT, l'AO basato su calcolo (CAO) diventa il centro della ricerca perché mostra vantaggi unici nella flessibilità di post-elaborazione dei dati e un costo di sistema ridotto. Tuttavia, CAO è estremamente sensibile alla stabilità di fase. Il rapido movimento dell'occhio può facilmente confondere la fase dei fotoni riflessi, limitando l'imaging a un singolo strato en-face.

Per superare questo problema, il team di studio integrerà un metodo di imaging iperspettrale istantaneo, Image Mapping Spectrometry (IMS), con OCT a dominio spettrale a campo intero. Il sistema integrato consentirà innanzitutto l'imaging 3D CAO della retina perché l'esposizione della singola telecamera (4 s) è troppo veloce perché il movimento degli occhi possa confondere la fase tra gli strati. Successivamente, per migliorare la risoluzione in 3D, il team di studio adatterà un algoritmo CAO consolidato per correggere le aberrazioni del fronte d'onda. Il metodo risultante, che il team di studio definisce OCT snapshot ad altissima risoluzione, consentirà l'acquisizione simultanea di un quarto di milione di A-scan. Data una durata tipica dell'illuminazione del flash (4us), la velocità di scansione A equivalente è di 62,5 GHz, ovvero circa tre ordini di grandezza più veloce rispetto ai metodi più avanzati. Inoltre, per espandere la funzionalità del sistema all'imaging molecolare, il team di studio aggiungerà un secondo canale di imaging IMS per l'imaging iperspettrale simultaneo dell'epitelio pigmentato retinico (RPE) AF, consentendo la biopsia spettrale di lesioni RPE e subRPE come drusen, la lesione caratteristica di AMD precoce. Il risultante sistema AO-OCT/AF a doppio canale sarà la prima modalità di imaging in grado di fornire informazioni sia strutturali che molecolari sulla retina in vivo e in 3D. Il team di studio prevede che un tale sistema cambierebbe il panorama della valutazione e della gestione dell'AMD. Le intuizioni così ottenute saranno di grande valore nella diagnosi clinica e nel trattamento. Inoltre, un tale sistema accelererà la ricerca traslazionale con test sensibili e precoci sui risultati di potenziali agenti terapeutici, salvando la vista e fornendo così enormi benefici alla società.