2020年7月23日

研究人员捕获弯曲角膜的细胞水平细节

研究人员首次获得了具有细胞水平细节和大视野的人角膜弯曲层的光学相干断层扫描(OCT)图像。新的OCT仪器可改善对眼部疾病以及糖尿病等一般健康状况的监视,这些疾病会改变角膜中神经的密度。

ESPCI巴黎与法国CNRS的联合研究机构兰格文研究所的通讯作者Viacheslav Mazlin说:“作为弯曲的眼睛的最外侧部分,角膜为眼睛和一般健康状况提供了透明的窗口。” “我们的仪器可提供的细胞水平分辨率和大视野非常适合于监测角膜疾病,例如 和一般的糖尿病状况,了解其在生物学上的演变,并定量评估新治疗策略的疗效。”

眼镜马兹林(Mazlin)和多机构同事在美国光学学会(OSA)的高影响力研究杂志中描述了他们的新型弯曲场OCT设备,该设备提供的高分辨率光学切片的面积比当前使用的临床设备大十倍用于角膜诊断。高分辨率和大视野相结合,可以更精确地计数细胞和神经以诊断疾病,并减少错过受疾病影响区域的机会。

改善白内障手术

具有大成像面积的高分辨率视图对于改善白内障手术的结果尤其重要。白内障手术会导致内皮细胞的丢失,如果这些细胞的数量下降到临界阈值以下,那么一个人可能需要进行角膜移植。

“医生经常在进行内皮细胞计数之前 以确保手术后有足够的内皮细胞保存角膜,”法国Sorbonne大学的合著者Kristina Irsch说,“由于我们的仪器提供的视野比现有临床设备大得多,因此我们可以数更多 ,从而可以更准确地评估角膜的健康状况,并有可能改善手术的预测和结果。”

新技术基于OCT,OCT是一种高分辨率的非侵入性成像技术,通常用于获取视网膜的横截面图像。 OCT通过使用来自样品的光与来自位于另一个光学参考臂中的反射镜的光之间的干涉来获取薄的光学切片。

现有的全视场OCT方法已开发为获取与眼睛表面平行的光学部分。整个切片由2-D相机捕获。但是,在像角膜这样的弯曲样品上获取平坦的切片会一次切穿多个角膜层,从而限制了视野。

为了捕获与角膜曲率相匹配的光学部分(换言之,光学上使角膜变平),研究人员使用了全场OCT配置,其中附加光学参考臂中的平面镜被弯曲的光学透镜所取代。 2-D摄像头可同时捕获查看区域内的所有像素,从而使该方法不受其他OCT配置可能产生的伪影的影响。

研究说:“由于开发了具有更高速度和更好的光检测能力的先进相机,近来已经可以使用全场和弯曲场OCT对人的眼睛进行成像,而眼睛在不断移动。” Langevin研究所的团队负责人Claude Boccara。

测试设备

在平坦目标和模型眼睛上测试该设备后,他们使用它对健康人的角膜成像。这需要在眼睛移动的同时将器械对准角膜顶点的最大弯曲点。他们通过将设备放置在可以通过操纵杆移动的电动XYZ平移台上来实现此目的。

使用此设置,对齐只用了几分钟,而图像捕获则在不到一秒钟的时间内完成。该设备成功捕获了人角膜的神经和内皮细胞切片,其前所未有的可视区域大于1平方毫米。

新设备还可能具有眼科以外的应用。 Mazlin说:“我们的装置具有通用性,可能对研究任何具有弯曲结构的透明样品都有用。”

研究人员说,该设备已准备好用于临床研究。他们正在努力整合可改善临床医生体验的功能,例如自动细胞计数和更简便的比对程序。他们还计划在仅稍微降低分辨率的情况下增加观看面积。


进一步探索

片上眨眼

更多信息: Viacheslav Mazlin等人,弯曲场光学相干断层扫描:人类角膜细胞和神经的大视野成像, 眼镜 (2020)。 DOI:10.1364 / OPTICA.396949
期刊信息: 眼镜

Provided 通过 光学学会
引文: 研究人员捕获弯曲角膜的细胞水平细节(2020年7月23日) 2020年10月14日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-07-capture-cell-level-cornea.html
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