November 6th, 2017
视网膜与大脑有着显著的相似性, 因此它是研究脑性中血管和神经元结构的独特窗口。本协议描述了一种利用视网膜成像技术研究痴呆症的方法。这种方法对痴呆的诊断和风险评估有潜在的帮助。
该方案的总体目标是描述使用视网膜成像技术量化视网膜中血管和神经元结构的方法,这可能反映大脑中与痴呆相关的变化,并可能有助于痴呆的诊断和风险评估。视网膜与大脑具有相似的胚胎起源、解剖特征和生理特性,因此为研究痴呆提供了一个独特且可访问的窗口。现在,可以使用先进的视网膜成像技术对视网膜中的血管和神经元变化进行成像和量化,该技术是无创的、价格合理的、更易于使用且广泛使用。
目前痴呆,尤其是阿尔茨海默病的生物标志物是有限的。开发新的生物标志物或测试以预测未来的认知能力下降和早期痴呆的发作是全球研究的重点。演示该程序的是我们研究团队的 Victor、Tiffany 和 Fangyao。
要开始此过程,请使用散瞳剂扩张受试者的瞳孔。然后,等待至少 15 分钟以建立足够的瞳孔散大。接下来,启动眼底相机并在计算机上启动图像捕获程序。
将拍摄对象的下巴适当地放在下巴托上,前额靠在头带上。然后,移动控制杆以将光束正确对准被摄体的瞳孔。对齐照明点,直到它们在眼底相机的取景器中两侧看起来最小。
移动外部注视目标以引导被摄体的眼睛,直到视盘位于取景器的中心并且感兴趣区域完全在图像范围内。然后,调整聚焦旋钮以聚焦在视网膜上。让被试者坚定地看着外固定目标,确保被试者的眼睛没有被泪水填满。
然后按下快门释放按钮以拍摄图像。随后,将所有图像保存为具有可分级分辨率的 tiff 格式。为了获得高质量的视网膜图像,充分扩张患者的瞳孔并鼓励患者在成像过程中坚定地注视注视目标非常重要。
要进行自动描摹,请使用计算机辅助分析程序打开图像。点击左侧功能面板上的 OD Center 按钮。鼠标光标将替换为绿色圆圈。
接下来,左键单击光盘中心以修复绿色圆圈,然后单击 Find OD 按钮,提示软件检测光盘边缘并放置新的测量网格。现在,单击 Process 按钮启动船只的自动跟踪过程。左键单击以选择容器标签不正确的容器,然后单击 Vessel Type 按钮以更改容器类型。
单击 Add Segment(添加段)按钮,并使用光标单击未完成血管追踪的远端来扩展未完成的血管追踪。然后,左键单击沿容器的点以扩展容器跟踪。如果血管的远端部分落在测量网格之外,则在最外层的白色圆圈处停止追踪。
随后,单击 Find Covers 按钮,自动将容器盖板铺设在所有船段上。如果血管盖未垂直于血管壁铺设,血管被另一根血管遮挡,或者血管盖高估或低估了内腔的宽度,则停用血管盖。应适当调整不正确的血管描记,以获得视网膜血管参数的准确测量。
掌握这些步骤可能需要反复练习,以及经验丰富的评分员的指导。关闭分级窗口,然后单击弹出对话框中的 Send(发送),将分级后的图像上传到基于云的服务器,并记录自动测量的视网膜血管参数,例如血管口径、分形尺寸、曲折度、分支角和分支系数。要执行图像采集,请打开 OCT 程序并选择黄斑立方扫描协议以开始新的黄斑扫描。
接下来,通过调整下巴托在光圈视口中找到瞳孔。单击"自动对焦"按钮,然后单击"优化"按钮以提高图像质量,然后单击"捕获"按钮,当按钮周围的边框变为绿色时开始扫描。使用 optic disc cube 扫描协议对视神经头进行另一次扫描并保存扫描结果。
之后,在分析界面中选择双眼的黄斑立方体扫描记录。单击神经节细胞 OU 分析以启动自动分析算法,以评估捕获图像的 GC IPL 厚度。然后,将分析打印输出保存为 pdf 格式。
随后,在分析界面中选择双眼的 optic disc cube 扫描记录。单击 ONH 和 RNFL OU 分析以启动自动分析算法,以评估捕获图像的 RNFL 厚度,并将分析打印输出保存为 pdf 格式。眼底照片可用于评估视网膜脉管系统,从而反映脑微循环的状态。
这些是健康受试者和 AD 受试者的眼底照片。与健康受试者相比,AD 受试者表现出更窄的血管口径、更小的视网膜血管分形维度和更高的视网膜血管迂曲。光学相干断层扫描可用于评估视网膜神经元结构,进而反映脑神经元的状态。
该正常受试者的厚度图显示了 RNFL 和 GC-IPL 的正常厚度分布。分析算法还将测得的厚度与规范的年龄匹配数据库进行比较,并生成显著性图。此主题被归类为正常,因为所有扇区都显示为绿色或白色。
这两个图显示了 AD 主题中的分析输出。如厚度图中的蓝色区域所示,该 AD 对象在 RNFL 和 GC-IPL 的某些区域表现出变薄。显着性图中的红色和黄色扇区还表示,与设备的规范年龄匹配数据库相比,相应区域中 GC-IPL 或 RNFL 的变薄是异常的。
一旦掌握,整个过程可以在一小时内完成。这种方法是非侵入性的,并且是保密的,并且可以轻松地获得短期和长期的重复测量。由于视网膜允许对中枢神经系统进行非侵入性和直接成像,这为研究人员评估痴呆对微血管系统和神经结构的影响铺平了道路。
视网膜微循环和神经结构的变化也被证明与痴呆有关,尤其是阿尔茨海默病。遵循这些程序,也可以进行认知测试和其他神经影像学检查,以收集痴呆的其他信息。看完这个视频,你应该对如何使用视网膜相机、光学相干断层扫描、计算机辅助分析程序,获取视网膜图像,客观地量化视网膜的血管和神经元变化有了很好的了解。
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本协议描述了使用视网膜成像技术来量化视网膜中血管和神经结构的方法。这些方法可能反映与痴呆症相关的大脑变化,并有助于痴呆症的诊断和风险评估。
Retinal imaging provides a non-invasive, scalable approach to detect early vascular and neuronal changes associated with dementia, offering a translational biomarker platform for preclinical and clinical risk assessment. By leveraging shared embryological and physiological properties between retina and brain, this method supports target validation and mechanistic de-risking in neurodegenerative disease programs. Its affordability and wide availability enable integration into longitudinal studies and multi-site trials, enhancing predictive confidence in early-stage discovery pipelines.
This method integrates into the discovery continuum from target validation through lead optimization, providing mechanistic insights that inform preclinical candidate selection and disease model qualification.