Snapshot-camera voor AMD

Een beeldvormende modaliteit die snelle, gelijktijdige, niet-invasieve sondering mogelijk maakt van zowel 3D cellulaire resolutie retinale morfologie door optische coherentietomografie (OCT) als moleculair-specifieke functies door autofluorescentie (AF) zou zowel het basisbegrip als de vroege diagnose van leeftijdsgebonden maculaire degeneratie (AMD), de belangrijkste oorzaak van blindheid in de ontwikkelde wereld. De evaluatie en het beheer van AMD maken gebruik van verschillende onderzoeksmodaliteiten, maar de vooruitgang in de OCT-technologie heeft aanzienlijk bijgedragen tot een beter begrip van de ziekte en heeft geholpen bij het bewaken van de progressie en de therapeutische werkzaamheid. Vanwege optische aberraties van het oog is de transversale resolutie van conventionele OCT echter over het algemeen beperkt tot 10-15 µm, waardoor het gebruik ervan om individuele retinale cellen in vivo te visualiseren wordt beperkt. De integratie van adaptieve optica (AO) in OCT heeft een enorm succes aangetoond bij het verminderen van deze afwijkingen. Van de verschillende AO-OCT-technieken wordt computation-based AO (CAO) de schijnwerper van onderzoek omdat het unieke voordelen laat zien op het gebied van flexibiliteit bij het nabewerken van gegevens en lagere systeemkosten. CAO is echter extreem gevoelig voor fasestabiliteit. De snelle beweging van het oog kan de fase van gereflecteerde fotonen gemakkelijk vervormen, waardoor beeldvorming wordt beperkt tot een enkele en-face laag.

Om dit probleem op te lossen, zal het onderzoeksteam een ​​snapshot-hyperspectrale beeldvormingsmethode, Image Mapping Spectrometry (IMS), integreren met full-field spectraal-domein OCT. Het geïntegreerde systeem zal eerst 3D CAO-beeldvorming van het netvlies mogelijk maken, omdat de belichting van een enkele camera (4 s) te snel is voor oogbewegingen om de fase tussen lagen door elkaar te halen. Vervolgens zal het onderzoeksteam, om de resolutie in 3D te verbeteren, een gevestigd CAO-algoritme aanpassen om golffrontaberraties te corrigeren. De resulterende methode, die het onderzoeksteam momentopname OCT met ultrahoge resolutie noemt, zal een verwerving van een kwart miljoen A-scans tegelijkertijd mogelijk maken. Gegeven een typische flitsbelichtingsduur (4us), is de equivalente A-scansnelheid 62,5 GHz, wat ongeveer drie ordes van grootte sneller is dan de geavanceerde methoden. Bovendien zal het onderzoeksteam, om de functionaliteit van het systeem uit te breiden naar moleculaire beeldvorming, een tweede IMS-beeldvormingskanaal toevoegen voor gelijktijdige hyperspectrale beeldvorming van retinaal pigmentepitheel (RPE) AF, waardoor spectrale biopsie van RPE- en subRPE-laesies zoals drusen, de kenmerkende laesie van vroege AMD. Het resulterende tweekanaals AO-OCT/AF-systeem zal de eerste beeldvormende modaliteit zijn die zowel structurele als moleculaire informatie over het netvlies in vivo en in 3D kan verschaffen. Het onderzoeksteam stelt zich voor dat een dergelijk systeem het landschap van AMD-evaluatie en -beheer zou veranderen. De aldus verkregen inzichten zullen van grote waarde zijn bij de klinische diagnose en behandeling. Bovendien zal een dergelijk systeem translationeel onderzoek versnellen met gevoelige en vroege uitkomsttesten van potentiële therapeutische middelen, waardoor het gezichtsvermogen wordt bespaard en daardoor enorme voordelen voor de samenleving worden geboden.