Snapshot-kamera för AMD

En avbildningsmodalitet som möjliggör snabb, samtidig, icke-invasiv sondering av både 3D-cellupplösnings näthinnemorfologi genom optisk koherenstomografi (OCT) och molekylärspecifika funktioner genom autofluorescens (AF) kan avsevärt förbättra både grundläggande förståelse och tidig diagnos av åldersrelaterad makuladegeneration (AMD), den främsta orsaken till blindhet i den utvecklade världen. Utvärderingen och hanteringen av AMD använder flera undersökningsmetoder, men framsteg inom OCT-teknologi har väsentligt bidragit till bättre förståelse av sjukdomen och har hjälpt till med att övervaka progression och terapeutisk effekt. Men på grund av optiska avvikelser i ögat är den tvärgående upplösningen av konventionella OCT generellt begränsad till 10-15 µm, vilket begränsar dess användning för att visualisera individuella retinala celler in vivo. Integreringen av adaptiv optik (AO) i OLT har visat en enorm framgång för att mildra dessa avvikelser. Bland olika AO-OCT-tekniker blir beräkningsbaserad AO (CAO) forskningens rampljus eftersom det visar unika fördelar med flexibilitet för efterbearbetning av data och en reducerad systemkostnad. CAO är dock extremt känslig för fasstabilitet. Ögats snabba rörelse kan lätt förvränga fasen av reflekterade fotoner, vilket begränsar avbildningen till ett enda ytskikt.

För att övervinna detta problem kommer studiegruppen att integrera en hyperspektral avbildningsmetod för ögonblicksbilder, Image Mapping Spectrometry (IMS), med fullfältsspektraldomän OCT. Det integrerade systemet kommer först att möjliggöra 3D CAO-avbildning av näthinnan eftersom enstaka kameraexponering (4 s) är för snabb för att ögonrörelser ska kunna förvränga fasen mellan lagren. Därefter, för att förbättra upplösningen i 3D, kommer studiegruppen att anpassa en etablerad CAO-algoritm för att korrigera för vågfrontsavvikelser. Den resulterande metoden, som studieteamet kallar ögonblicksbild ultrahögupplöst OCT, kommer att möjliggöra ett förvärv av en kvarts miljon A-skanningar samtidigt. Givet en typisk blixtbelysningslängd (4us) är den ekvivalenta A-skanningshastigheten 62,5 GHz, vilket är ungefär tre storleksordningar snabbare än de senaste metoderna. Dessutom, för att utöka systemets funktionalitet till molekylär avbildning, kommer studieteamet att lägga till en andra IMS-avbildningskanal för simultan hyperspektral avbildning av retinalt pigmentepitel (RPE) AF, vilket möjliggör spektral biopsi av RPE och subRPE-lesioner såsom drusen, kännetecknet tidig AMD. Det resulterande dubbelkanaliga AO-OCT/AF-systemet kommer att vara den första avbildningsmodaliteten som kan ge både strukturell och molekylär information om näthinnan in vivo och i 3D. Studiegruppen föreställer sig att ett sådant system skulle förändra landskapet för AMD-utvärdering och -hantering. De sålunda erhållna insikterna kommer att vara av högt värde vid klinisk diagnostik och behandling. Dessutom kommer ett sådant system att påskynda translationell forskning med känsliga och tidiga utfallstester av potentiella terapeutiska medel, rädda synen och därigenom ge enorm nytta för samhället.