2020年3月26日
本文介绍了一种在活体人体受试者中测量视网膜血管反应性的方法,该方法采用气体吸入激发技术,在获取视网膜图像的同时施加血管活性刺激。
基于ROCTA的视网膜血管反应性评估可使研究人员和临床医生以无创且安全的方式在毛细血管水平研究视网膜血管功能。由于OCTA是一种经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的成像方式,本技术未来可能适用于临床试验,作为视网膜毛细血管功能的终点评估指标。受试者的视网膜血管反应性可能反映了其视网膜血管完整性,且早于临床可见的损伤迹象出现之前,因此可为视网膜血管病变提供早期评估。
气体输送装置可轻松适配大多数类型的眼科成像设备,并可用于多种经知情同意的成人、受试人群以及视网膜血管疾病。本次操作演示将由我的实验室中的眼科服务专家伊丽莎白·科罗纳(Elizabeth Corona)和医学生萨姆·库什纳-伦霍夫(Sam Kushner-Lenhoff)在阿希马特医生(Dr. Ashimatey)的指导下完成。组装该装置时,首先使用转接头将道格拉斯袋与洁净内径管连接。
然后,将洁净的直管连接至三通阀的选择性入口端口。此组合称为气流控制单元。接下来,使用合适的适配器将自制橡胶管连接至非重复呼吸阀的口端口。
将肘形接头插入管路的另一端。将肘形接头与气体输送管连接。此装置称为非重复呼吸单元。
使用合适的接头,通过自制橡胶管将三通阀出口端口处的空气控制单元与双向无重复呼吸阀入口端口处的无重复呼吸装置连接。现在,对气体无重复呼吸装置中任何松动的连接处缠绕密封胶带,以确保密封紧密。最后,将气体输送管的开放端连接至一个无菌吹嘴,完成装置组装。
整个气体输送装置设置如图所示。实验开始前,使用酒精棉片对OCTA头部和下巴托架进行消毒。将脉搏血氧仪放置在受试者的手指上,并开始监测血氧饱和度水平和脉搏。
调整OCTA装置的高度,使受试者能够轻松地将下巴放在颏托上,而不会过度伸展或屈曲颈部。将带有口件的气体输送管路穿过头架和颏托,使口件朝向受试者。将口件插入受试者口中,并鼓励其通过非重复呼吸装置练习呼吸,以熟悉该设备。
指导受试者进行深呼吸以促进气体交换,并将鼻夹戴在受试者鼻部,确保其通过咬嘴呼吸。根据需要将三通阀切换至相应通道。此处正在进行室内空气对照基线测试,因此阀门保持在配置二的位置。
记录开始吸入气体的时间。应精确控制图像采集的开始时间,因为在气体暴露不足一分钟时获得的图像可能尚未充分反映新的气体刺激条件。让受试者将下巴放在颏托上,与待成像的眼睛相对的一侧,并向前移动头部,直至前额 firmly 接触头枕。
让受试者面向前方,注视视野中心的目标,在实时图像的虹膜视图中将扫描区域对准虹膜中心,并使用左右箭头调节颏托位置,直至虹膜清晰对焦。确认黄斑凹陷在OTC扫描图像中居中后,采集图像。扫描过程通常持续数秒。
扫描完成后查看OCTA图像,确认其质量是否足够,然后选择保存,或根据需要重新扫描眼睛。当无需再使用该气体混合物对眼睛进行更多扫描时,让受试者从仪器前坐起,并取下鼻夹和咬嘴。在受试者休息期间,用所需的空气混合物充满道格拉斯袋,然后将三通阀设置为状态二。
重复刚刚演示的操作步骤,但需记住在适当的时间转动三通阀。当所有图像采集完成后,丢弃设备中的一次性部件,并使用酒精棉片清洁头部和下巴托架。使用消毒湿巾擦拭受试者座椅、OCTA检查台及OCTA手柄,以清除可能残留的唾液,并将设备拆解为基本组件。
为排空道格拉斯袋,从远端向与三通阀相连的进气口方向卷起袋子,并将袋子存放在适当位置以备后续取用。接着,准备一个足够大的容器,装入适当稀释且充分混匀的含洗涤剂消毒液,将双向非重复呼吸阀、弯头接头、自制橡胶管及管路接头浸入消毒液中。至少浸泡10分钟后,用清水彻底冲洗所有部件,并将其置于洁净台面上的纸巾上晾干。
然后,将所有干燥的部件保存起来,直至下一次分析。在OCTA设备上常可观察到水平B扫描。当正确对齐并以二维平面图像观察时,这些B扫描将构成一幅OCTA血管造影图。
OCTA血管造影图像是从设备导出并用于图像分析的内容。为了以允许在不同受试者之间以及不同条件下进行比较的方式对这些数据进行量化,可以从骨架化的OCTA图像计算诸如血管骨架密度之类的指标。随后,可以使用这些骨架化图像的热图来定性地展示血管密度的变化。
必须向受试者充分解释操作流程。让他们通过检测设备练习呼吸,以便在需要时提出任何疑问。任何视网膜或眼部成像程序均可轻松调整,以实现类似我们所采用的视网膜血管反应性测量。
该方法也可应用于任何可能影响眼部血管功能的疾病过程。需密切监测受试者及其生命体征,若存在任何疑虑或观察到不适迹象,应立即停止实验。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本文介绍了一种利用光学相干断层扫描血管成像(OCTA)结合气体吸入激发技术递送血管活性刺激物,以无创评估活体视网膜血管反应性的方法。该方法使研究人员和临床医生能够在毛细血管水平评估视网膜血管功能,为视网膜血管病变的早期诊断提供依据。
在毛细血管水平评估视网膜血管反应性,可在临床前和临床研究环境中实现对血管功能障碍的早期检测。这种基于光学相干断层血管成像(OCTA)的非侵入性方法可提供可量化的功能终点指标,有助于眼科药物研发中的靶点验证和机制风险评估。该方法适用于不同受试人群和气体混合物,增强了其在糖尿病视网膜病变及其他视网膜血管疾病中的转化应用价值。
该方法通过提供功能性血管读数,为靶点验证和先导化合物筛选阶段提供依据,从而融入药物发现的连续过程。