基于OCT的基于技术技术捕获了感光器功能的细微细节

2022-01-17 17:40:00濮阳苇洁导读研究人员已经开发出一种新的仪器，该仪器首次测量了活着的捕获人眼中单个杆和锥中微小的光诱发的变形。这种新方法有一天可以改善对视网膜疾病的感光

研究人员已经开发出一种新的仪器，该仪器首次测量了活着的器功人眼中单个杆和锥中微小的光诱发的变形。这种新方法有一天可以改善对视网膜疾病的细微细节检测，例如与年龄有关的基于技术黄斑，这是捕获全球55岁以上人口致盲的主要原因。

加州大学戴维斯分校(UC Davis)眼科中心的感光研究小组负责人拉维·琼纳尔(Ravi Jonnal)说：“我们的仪器提供了一种在细胞水平上研究视网膜疾病的独特方法。” “由于现有的器功测量功能障碍的方法敏感性较低，因此它提供了一种潜在的细微细节新方法来检测疾病。”

在光学学会(OSA)的基于技术Optics Letters杂志中，Jonnal及其同事描述了他们的捕获新仪器，该仪器基于光学相干断层扫描(OCT)。感光使用新方法，器功他们能够测量单个杆和锥对光的细微细节响应方式，并且可以检测到明显小于成像光源波长的变形。

这项工作是一个新兴的国际研究领域的一部分，该领域的目的是开发一种方法，以完全捕捉活人的视网膜神经回路的功能。

结合成像方法

当眼睛视网膜中的视杆和视锥感光器检测到光并通过称为光转导的过程发出信号时，便开始了视觉。诸如年龄相关性黄斑和色素性视网膜炎之类的视网膜疾病通过干扰视杆和视锥的功能而导致视力丧失。

因为人们认为棒对这些疾病的影响更为敏感，所以其功能的改变可以提供疾病或其进展的早期指示。但是，棒的尺寸小，很难对其成像，更不用说衡量棒的功能了。

在这项新工作中，研究人员开发了一种独特的高速OCT系统，该系统能够检测在感光器外部的轻微膨胀，该膨胀是由于光转导的副作用而发生的。该系统通过同时捕获专用OCT图像和扫描光检眼镜图像来实现此目的，从而使其能够精确定位在一系列数百个3-D OCT图像中捕获的感光器的位置和类型。

该论文的第一作者Mehdi Azimipour说：“尽管对杆和锥的膨胀进行成像可以揭示它们对光的响应的动力学，但是直到最近，还不知道这些变化是否可以在人眼中在体内进行测量。” “这是因为光感受器的大小和光诱发的变形的程度远低于视网膜成像系统所提供的分辨率。”

高速动态成像

最近，全场OCT已用于可视化较大外围圆锥体的光诱发变形。由加州大学戴维斯分校的研究人员开发的OCT系统具有更好的共聚焦性，可通过抑制更多散射光并抑制相关的噪声来提高图像质量。由于感光体的光诱发形变非常快，因此该新系统采用了高速傅里叶域锁模激光器，该激光器能够进行快速成像，并且扫描速度比用于扫频光源OCT的市售激光器快16倍。

为了捕获可能的最高分辨率图像，研究人员采用了自适应光学技术，该技术可以测量并实时校正眼睛的像差。即使使用自适应光学元件，由于系统的1微米波长光源，棒状感光体也太小而无法成像。为了克服这个问题，研究人员增加了一个扫描光检眼镜成像通道，该通道使用小于1微米的波长来提高成像分辨率。这允许在共配准的OCT图像中区分杆和锥。

研究人员使用他们的新仪器来测量杆和锥的变形，以响应人眼中不同强度的光线。细胞的反应随着光强度的增加而增加，直到发生饱和为止，这与光转导一致。

由于这种新仪器即使在很小的视野范围内也能产生大量数据(3.2GB / s)，因此需要开发软件以扫描更大范围的视网膜并自动进行数据处理。这将使该系统更适合临床使用。

现在，研究人员正计划使用该仪器来测量视网膜疾病患者的感光器光反应，以查看是否可以获得新的见解。Azimipour说：“我们希望参与使用该系统来测试用于致盲疾病的新型疗法，以加快将这些疗法应用于临床的过程。”