波粒观世界丨细胞层级分辨率的手持式视网膜成像已经诞生

(编辑:admin    日期:2016年08月25日    浏览:次)

光学相干断层扫描(OCT),自适应光学等技术能了解和分析视网膜,并精确到直达视觉感光细胞(视杆和视锥)。但现有的细胞层级分辨率设备是体积庞大,笨重又不方便,使得我们很难用于解决一个关键性问题:跟踪视网膜在婴儿期和幼儿期的成长和成熟。

  

波粒观世界丨细胞层级分辨率的手持式视网膜成像已经诞生


新式手持式探针用于人类测试

  

  如今,一个由美国杜克大学Joseph Izatt率领的研究团队成功研制轻便的手持式成像仪,可以获取年轻患者细胞层级分辨率的视网膜图像。新设备的特点为“约一包香烟的大小”,“重不过几片面包”。这个设备可以让临床研究者在近几年了解婴儿和儿童阶段视网膜如何快速变化。同时也可以揭示在视网膜疾病关键性的早期阶段,是如何发展的。

  

  当前的大型系统

  

  目前对视网膜成像的诊断工具可以用于了解成年人视网膜感光结构,他们可以很配合的坐在固定位置很长时间。一般需要好几分钟,但是婴幼儿就不那么配合了。

  

  手持式视网膜成像系统确实存在,但他们缺乏细胞层级的分辨率。虽然几个团队(包括Izatt)已经开发出能够观察视锥细胞的手持OCT和扫描激光眼科(SLO)系统。但是这些都对于儿童来说都太笨重。

  

  解决痛点

  

  为了解决这些问题,杜克大学团队集中攻克3个已有系统中大型部件。在启动器方面,他们设计了一套新的继电器望远镜,可以直接扫描病人瞳孔内的平面图像。新的设计,采用会聚光,而不是平行光。相比之前标准4f成像望远镜,这个系统可以允许50%波长的减弱,至在以前的设计中使用的标准的4f成像望远镜。

  

  该小组也把原来的两个大光学扫描振镜,替换成一个单一高速,2-D微机电(MEMS)扫描仪。第一作者LaRocca设计的定制镜头,包括一个能最小程度减少单色像差和纠正色像差的非对称三合透镜。

  

波粒观世界丨细胞层级分辨率的手持式视网膜成像已经诞生

用手持探头拍摄的视网膜图像,有足够清晰的视锥图(白点),可以计算出的视锥细胞密度

  

  开启新的研究机会

  

  其结果是一个组合的SLO/OCT探针,仅重94克。可以方便的拿在手中从扭动的年轻患者视网膜上采集数据。初步测试是从进行其他眼睛检查的孩子身上拍摄的,其中可见清晰的视锥图像,从而计算视锥细胞密度以便和正常成人进行对比。

  

  该团队目前通过杜克大学医疗卫生服务的临床医生的工作收集反馈信息,将致力于改进下一代设备。研究人员预计探头“可以让我们更好的了解视网膜的发育,发育不良和人的成长过程中视网膜早期发病的特征。”