本文介绍了一种利用新型多模态成像平台获取大视野（FOV）三维（3D）荧光与光学相干断层扫描（OCT）视网膜图像的实验方案。我们将阐述系统配置、对准方法及操作流程。 在体 将演示成像过程，并提供代表性结果。
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方法文章
通过斜扫激光检眼镜（oSLO）与光学相干断层扫描（OCT）实现多模态容积式视网膜成像
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
尽管荧光成像在眼科领域广泛应用，但现有的视网膜成像技术仍难以实现大视野（FOV）三维（3D）荧光视网膜成像，因为这类成像通常需要通过z轴堆叠来构建三维数据集。较新的光学相干断层扫描（OCT）及OCT血管成像（OCTA）系统虽已克服上述限制，可提供三维解剖与血管图像，但OCT无需染料的特性使其无法显示提示血管功能障碍的渗漏现象。本实验方案介绍一种新型斜向扫描激光检眼镜（oSLO）技术，可实现三维容积荧光视网膜成像。该成像系统的装置通过燕尾滑块实现斜向扫描，并将最终成像系统以特定角度对准，以获取荧光横截面图像。该系统采用激光扫描方法，因此可便捷地整合OCT作为互补的三维结构成像模态。 体内 在大鼠视网膜上进行成像。通过静脉注射荧光素溶液，生成容积荧光素血管造影（vFA）。
引言
现代光学成像技术极大地推动了眼科学和视觉科学研究的发展，因为视网膜易于通过光线进行观察。荧光视网膜成像是诊断和管理脉络膜视网膜血管疾病（如糖尿病性视网膜病变（DR）和年龄相关性黄斑变性（AMD））的重要工具，这两种疾病均是美国致盲的主要原因。
然而，利用荧光成像技术获取大视野（FOV）、三维（3D）视网膜图像仍然具有挑战性。眼底照相不具备深度分辨能力，也无法抑制散射光，因此来自不同深度的信号混合会降低图像质量。扫描激光检眼镜（SLO）和共焦SLO（cSLO）可通过共焦门控技术减少散射光的影响1。然而，由于其焦深受限，SLO或cSLO难以获取完整的人类视网膜三维图像。自适应光学SLO（AOSLO）通过校正人眼引入的波前像差，可提供极高的分辨率和对比度。但AOSLO仍需通过z轴堆叠实现容积成像2。光学相干断层扫描（OCT）3及其血管成像技术（OCTA）系统克服了上述限制，能够提供三维（3D）解剖结构和血管图像4,5,6，但OCT无需染料的特性使其无法显示提示血管功能障碍的渗漏现象。
本方案描述了一种....
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方案
本文所述所有方法均已获得波士顿医学中心动物护理与使用委员会（ACUC）的批准。
1. 系统设置
- oSLO 系统
- 使用超连续谱激光器作为系统的激光光源。
- 通过二向色镜（DM1）将可见光范围（450–650 nm）与较长波长范围（650–2000 nm）分离。激光束通过偏振分束器（PBS）后，利用一对色散棱镜展宽光谱。
- 放置狭缝以选择激发波长范围（475–495 nm）。使用反射镜将滤波后的光束反射回棱镜对，然后将光耦合进单模光纤（SMF 1）。
- 使用光谱仪确认单模光纤输出端的波长选择。
- 将单模光纤连接至两个级联的光纤耦合器，如图2所示。第二个光纤耦合器的一个光纤输出端口将光传输至oSLO系统。
- 在oSLO系统中首先对激光进行准直。
- 通过检流计镜（GM1）偏转激光。使用1:1望远镜系统将激光继而传递至第二个检流计镜（GM2），再通过3:1望远镜系统进一步传递至眼睛瞳孔。
- 在3:1望远镜系统内安装二向色镜（DM2），用于反射荧光信号。
- 将3:1望远镜系统和二向色镜（DM2）安装在定制的燕尾滑轨上，以偏移光轴并实现如
- 使用超连续谱激光器作为系统的激光光源。
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结果
图4a 显示大鼠视网膜的横断面OCT图像。图4b–4c 显示在同一时间获取的OCTA和oSLO vFA的相同视网膜横断面图像。oSLO可实现类似于OCT B扫描的横断面荧光血管造影（FA）。与OCTA相比，oSLO vFA横断面图像可清晰识别神经纤维层（NFL）和神经节细胞层（GCL）中的血管，以及外丛状层（OPL）中的毛细血管。图4d 和 4g 显示OCTA和oSLO vFA图像的浅层结构。与OCTA不同，oSLO vFA图像（图4g）通过利用荧光发射对比度避免了运动伪影（图4d 中的垂直条纹）。通过比较视网膜中层内的oSLO vFA（图4e）和OC.......
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讨论
在此，我们描述了oSLO，一种 体内 视场角超过30°的容积荧光视网膜成像技术。与目前眼科临床标准成像方法光学相干断层扫描（OCT）相比，光学扫描激光检眼镜（oSLO）具备类似的三维成像能力，同时可提供OCT不敏感的荧光对比度。oSLO的优势在于仅需一次光栅扫描，因而可无缝结合OCT，实现结构成像与荧光成像两种互补的容积成像技术。
在本实验方案中，获得良好图像质量的关键在于大鼠眼睛的清晰度。如果 oSLO 图像模糊，应检查是否存在白内障的形成。多种因素，如氯胺酮/赛拉嗪麻醉、角膜干燥以及蓝光过度暴露，均可能导致白内障形成，从而显著降低图像质量。为预防白内障，应避免蓝光连续照射超过2分钟；每分钟至少使用一次人工泪液以防止角膜干燥；在每次成像间隔期间，通过阻断光线使眼睛至少休息30秒。
我们预计，光学扫描激光检眼镜（oSLO）将显著影响荧光成像的临床实践。我们已证明，其深度分辨能力可有效消除外层视网膜的信号，从而获得高达单毛细血管水平的高对比度容积荧光血管造影（FA）图像，这是传统SLO无法实现的。显著改善的图像.......
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披露
Ji Yi 拥有 oSLO 的待批专利。其他作者声明不存在竞争性财务利益。
致谢
资金来自波士顿医学中心的埃文斯医学基金会，以及美国国立卫生研究院（NIH）项目5R01CA183101的子合同、波士顿大学临床与转化科学研究所（BU-CTSI）试点资助项目1UL1TR001430、波士顿大学-乔斯林试点项目，以及波士顿大学临床与 translational 科学研究所KL2TR001411项目。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 超连续谱激光光源 | NKT Photonics | SuperK EXTREME EXU-OCT6 | |
| 二向色镜（DM1） | Thorlabs | DMLP650R | |
| 二向色镜（DM2） | Chroma | ZT514/1064rpc | |
| 二向色镜（DM3） | Thorlabs | DMLP900R | |
| 单模光纤（SMF 1） | Thorlabs | P3-460B-FC-2 | |
| 单模光纤（SMF 2） | Thorlabs | P3-780A-FC-2 | |
| 光纤耦合器 | Thorlabs | TW850R5A2 | |
| 1:1 望远镜系统 | Thorlabs | AC254-100-A×2 | |
| 3:1 望远镜系统 | Thorlabs | AC254-150-A×2 | |
| 3:1 望远镜系统 | Thorlabs | AC254-50-A×2 | |
| 扫描振镜（GM1, GM2） | Thorlabs | GVS201×2 | |
| 去扫描振镜（GM3） | Thorlabs | GVS011 | |
| 物镜 | Olympus | UplanSApo 20×/0.75 | |
| 最终成像系统 | Olympus | UplanFL N 10×/0.3 | |
| 最终成像系统 | Computar | 12-36mm/1:2.8 | |
| 相机 | PCO | Pco.pixelfly usb | |
| 滤光片 | Thorlabs | FEL0800 | |
| 带安装座的连续可变中性密度滤光片 | Thorlabs | NDC-50C-4M-A | |
| 线阵扫描相机 | Thorlabs | SPL2048-140K | |
| 模拟输出板卡（AO1） | National Instrument | PCI-6731 | |
| 模拟输出板卡（AO2） | National Instrument | PCIe-6351 | |
| 长通滤光片 | Thorlabs | FEL0800 |
参考文献
- Webb, R. H., Hughes, G. W., Delori, F. C. Confocal scanning laser ophthalmoscope. Applied Optics. 26 (8), 1492-1499 (1987).
- Roorda, A., et al. Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy. Optics Express. 10 (9), 405-412 (2002).
- Huang, D., et al.
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重印与许可
