Aparat migawkowy dla AMD

Metoda obrazowania, która pozwala na szybkie, jednoczesne, nieinwazyjne sondowanie zarówno morfologii siatkówki w rozdzielczości komórkowej 3D za pomocą optycznej tomografii koherencyjnej (OCT), jak i specyficznych funkcji molekularnych za pomocą autofluorescencji (AF), może znacznie poprawić zarówno podstawowe zrozumienie, jak i wczesną diagnozę związanych z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej (AMD), główną przyczynę ślepoty w krajach rozwiniętych. Ocena i leczenie AMD wykorzystuje kilka metod badawczych, ale postęp w technologii OCT znacząco przyczynił się do lepszego zrozumienia choroby i pomógł w monitorowaniu postępu i skuteczności terapeutycznej. Jednak ze względu na aberracje optyczne oka rozdzielczość poprzeczna konwencjonalnego OCT jest ogólnie ograniczona do 10-15 µm, co ogranicza jego zastosowanie do wizualizacji poszczególnych komórek siatkówki in vivo. Integracja optyki adaptacyjnej (AO) z OCT okazała się ogromnym sukcesem w łagodzeniu tych aberracji. Wśród różnych technik AO-OCT AO oparte na obliczeniach (CAO) staje się przedmiotem badań, ponieważ wykazuje wyjątkowe zalety w zakresie elastyczności przetwarzania końcowego danych i obniżonych kosztów systemu. Jednak CAO jest niezwykle wrażliwy na stabilność fazową. Szybki ruch oka może łatwo zakłócić fazę odbitych fotonów, ograniczając obrazowanie do pojedynczej warstwy en-face.

Aby przezwyciężyć ten problem, zespół badawczy zintegruje migawkową metodę obrazowania hiperspektralnego, spektrometrię mapowania obrazu (IMS), z OCT w domenie widmowej pełnego pola. Zintegrowany system umożliwi najpierw obrazowanie siatkówki 3D CAO, ponieważ ekspozycja pojedynczej kamery (4 s) jest zbyt szybka, aby ruch oczu spowodował pomieszanie fazy między warstwami. Następnie, aby poprawić rozdzielczość w 3D, zespół badawczy dostosuje ustalony algorytm CAO, aby skorygować aberracje czoła fali. Wynikowa metoda, którą zespół badawczy nazywa migawką OCT o ultrawysokiej rozdzielczości, pozwoli na jednoczesną akwizycję ćwierć miliona skanów A. Biorąc pod uwagę typowy czas trwania błysku (4us), równoważna częstotliwość skanowania A wynosi 62,5 GHz, czyli około trzy rzędy wielkości szybciej niż w przypadku najnowocześniejszych metod. Ponadto, aby rozszerzyć funkcjonalność systemu o obrazowanie molekularne, zespół badawczy doda drugi kanał obrazowania IMS do jednoczesnego obrazowania hiperspektralnego migotania przedsionków nabłonka barwnikowego siatkówki (RPE), umożliwiając biopsję spektralną zmian RPE i subRPE, takich jak druzy, charakterystyczne uszkodzenie wczesne AMD. Powstały w ten sposób dwukanałowy system AO-OCT/AF będzie pierwszą metodą obrazowania, która może dostarczyć zarówno strukturalnych, jak i molekularnych informacji o siatkówce in vivo iw 3D. Zespół badawczy przewiduje, że taki system zmieniłby krajobraz oceny i zarządzania AMD. Uzyskane w ten sposób spostrzeżenia będą miały dużą wartość w diagnostyce klinicznej i leczeniu. Ponadto taki system przyspieszy badania translacyjne dzięki czułym i wczesnym testom wyników potencjalnych środków terapeutycznych, oszczędzając wzrok, a tym samym zapewniając ogromne korzyści społeczeństwu.