Name: עם מודאלים מרובים נפח הרשתית הדמיה על ידי עקיפה סריקת לייזר Ophthalmoscopy (אוסלו) ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר) (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-04T14:30:00.000+00:00
Duration: 12 min 22 s
Description: למד שיטת הדמיית רשתית תלת-ממדית רב-מודלית באמצעות סריקת לייזר בעקיפה ו-OCT. טכניקה זו מאפשרת הדמיית נימי דם בודדים ואבחון רטינופתיה סוכרתית בחיות חיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מימון היא מימון קרן אוונס רפואית במרכז הרפואי בבוסטון, כמו גם חוזה המשנה של NIH 5R01CA183101, הטייס BU-CTSI הענק 1UL1TR001430, תוכנית פיילוט BU-Joslin ו- BU-CTSI KL2TR001411.

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה (ACUC) של המרכז הרפואי בוסטון.
1. מערכת ההתקנה
<ol><li>מערכת אוסלו<ol>
<li>השתמש מקור לייזר supercontinuum כמקור לייזר המערכת.<ol>
<li>להפריד לטווח האור הגלוי (450-650 ננומטר) טווח אורך גל גבוה יותר (650-2000 ננומטר) על ידי מראה ודיקרואיק זוהר (DM1). להרחיב את הקשת עם זוג מנסרות ואנליזת לאחר קרן עובר דרך מפצל קרן קיטוב (PBS).</li>
			<li>המקום חתך כדי לבחור טווח אורך הגל עירור (475-495 ננומטר). להשתמש במראה רפלקטיביים לשקף את הקורה המסונן אל הזוג פריזמה, ואז הזוג את האור לתוך בד סינגל מוד (SMF 1).</li>
			<li>השתמש ספקטרומטר כדי לאשר את הבחירה גל על הפלט של סיבי סינגל מוד.</li>
		</ol>
</li>
		<li>לחבר סיבים סינגל מוד שני לשלוחות סיב אופטי מדורגים כמוצג באיור2. מספק אחד של יציאת פלט סיב מ מצמד סיבים השנייה האור במערכת אוסלו.</li>
		<li>Collimate הלייזר הראשון במערכת אוסלו.<ol>
<li>להסיט את הלייזר ידי גלוונומטר מראה (GM1). ממסר הלייזר לא מראה גלוונומטר השני (GM2) על-ידי מערכת 1:1 טלסקופ, עוד יותר ממסר לתלמיד של העין על ידי מערכת 3:1 טלסקופ.</li>
			<li>יש להתקין מראה ודיקרואיק זוהר (DM2) בתוך מערכת 3:1 טלסקופ כדי לשקף את האותות זריחה.</li>
		</ol>
</li>
		<li>לטעון את המערכת 3:1 טלסקופ ואת המראה ודיקרואיק זוהר (DM2) על מחוון זנב יונה מותאם אישית כדי לקזז את הציר האופטי וליצור את אלכסוני. הסריקה תאורה כמוצג באיור3. השתמש של caliper לשלוט במדויק את אורך ההיסט הרצויה.</li>
		<li>קרינה פלואורסצנטית דימות אופטי.<ol>
<li>משקפים את זריחה על ידי במראה ודיקרואיק זוהר, ממסר למראה גלוונומטר השלישי מבטל את סרוק סריקה איטי.</li>
			<li>להעביר את האור העדשה המטרה הדמיה למערכת טלסקופ 1:1 נוסף. להתקין את המערכת האופטית לעיל על שלב התרגום. הערה: בשני שלבים נוספים תרגום מותקנים תחת המראה גלוונומטר השלישי (GM3) כדי לספק יתירות ב ודרגות החופש למיטוב ההדמיה.</li>
		</ol>
</li>
		<li>הר מערכת הדמיה הסופי על הבמה כי יש שלוש דרגות חופש (סיבוב, ואת ציר שני של תרגום). השתמש מצלמה מישורי כדי ללכוד תמונות פלורסצנטיות חתך הרוחב.</li>
	</ol>
</li>
	<li>מערכת טומוגרפיה אופטית קוהרנטית<ol>
<li>השתמש מאותו המקור לייזר supercontinuum כמקור לייזר המערכת.<ol>
<li>הפרד הטווח (ניר) אינפרא-אדום ליד (650-900 ננומטר) מן האור הנותר (650-2000 ננומטר) על ידי מראה אחר ודיקרואיק זוהר (DM3). השתמש במסנן מסירה ארוכה נוספת להגביל את רוחב הפס כדי 800-900 ננומטר. הזוג הקרן לתוך בד סינגל מוד (SMF 2).</li>
		</ol>
</li>
		<li>לחבר סיבים סינגל מוד יציאת קלט אחרים של לשלוחות מדורגים סיב אופטי שני לשלב עם עירור כחול אוסלו. ישיר אור יציאת פלט השני של מצמד סיבים השנייה את הזרוע הפניה OCT, אשר כולל מסנן דחיסות נייטרלית משתנה (VNDF), פיזור פיצוי צלחות, מראה רעיוני. הערה: האור חזר מהזרוע הפניה, העין recombines-סיבים אופטיים מחבר השני, הוא נשלח את ספקטרומטר OCT כדי לאסוף את האות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>חדרי קירור והקפאה<ol>
<li>להשתמש על רכישת מערכת תוכנה נתונים בכתב LabVIEW ולשנות מתוך הפרוטוקול סריקה של OCTA7,8,9,10. עבור כל B-סריקה, ראה 80% מחזור השן עם 500 מדרגות היא פלט על-ידי לוח פלט אנלוגי (AO1) לשלוט x' ראי GM2 סריקה מהירה.</li>
		<li>להפעיל את המצלמה סריקת קו בכל שלב כדי להשיג את הנתונים עבור ה-OCT רק כאשר המראה נמצא פארווערטס סריקה כיוון. להגדיר את זמן החשיפה למצלמה סריקת קו להיות 17 µs.</li>
		<li>כדי לרכוש את האות OCTA, חזור על המדידה 5 פעמים ב B-scan באותו המיקום.</li>
		<li>הגדר הקצב פלט אאו 100 קילו-הרץ, ואת הקצב קו OCT-50 קילו-הרץ. לשלוט y' איטי סריקה ראי, GM1, על ידי waveform ramping. סינכרון בין המראה מבטל את הסריקה, GM3, GM1 דה לסרוק סריקה איטי.</li>
		<li>להפעיל את המצלמה מישורי על ידי לוח פלט אנלוגי חדש (AO2) כדי ללכוד תמונה פלורסנט אחת על כל y' מיקום. לחתוך את גודל הדמיה או bin הפיקסלים השכנים כדי להגביר את המהירות ואת הרגישות כרצונכם.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. מערכת יישור
<ol><li>התאם, חריץ מקור האור אוסלו כדי לבחור את אורך הגל של עירור כחול. להשתמש ספקטרומטר כדי לנטר את טווח הספקטרום להיות בסביבת 475-490 nm.</li>
	<li>כוונן את המחוון הר זנב יונה לנוע לציר האופטי על ידי ~ 5 מ מ. זה יביא את היסט התלמיד עכברוש מאת ~1.7 מ מ, וכתוצאה מכך זווית אלכסונית של ~ 15° על הרשתית.</li>
	<li>להתאים את הבמה תרגום של אופטיקה זיהוי ידי קרינה פלואורסצנטית באותו 5 מ מ.</li>
	<li>התאם את פלורסצנטיות הסופי הדמיה למערכת להיות ~ 30°.</li>
	<li>מודדים את הכוח האופטי באמצעות מד הכוח. ודא הכוח עירור אוסלו כחול ≤0.2 mW, את-≤0.8 mW ' כוח לייזר OCT, אשר לא יגרום נזק הרשתית. הערה: מבוסס על תקן ANSI, החשיפה מתירניות המרבית (MPE) ברשתית היא ברמה של ~7,2mW8 בטווח האור לעין. על פי הנוסחה Delori. et al. 9, MPE לאור אינפרא-אדום ליד הוא בערך שני פעמים גבוה יותר מאשר האור, בערך 4 mW.</li>
</ol>3. in Vivo ניסויים בבעלי חיים
<ol><li>העברת חולדה אוונס ארוך 12-שבועות זכר אל החדר אינדוקציה. עזים ומתנגד העכברוש עם איזופלוריין 4.5% חמצן במשך 10 דקות עם קצב זרימה של 2 ל'/דקה על ידי מכשיר אידוי איזופלוריין.<ol>
<li>לאשר עומק ההרדמה כפי שנקבע על ידי חוסר רפלקס הנסיגה במהלך קמצוץ מאמבטיה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאחר אינדוקציה, מניחים את החולדה על בעל 5-ציר (x, y, z תרגומים, yaw וגובה). לספק חום משלימה על ידי שימוש במה מחוממת, ומזרימים מים חמים שמיכה או שיטה מתאימה אחרת בניסוי ממושכים. לשמור את ההרדמה ב- 1.5% isofluorane עם קצב זרימה של 2 ליטר/דקות במהלך החלק הנותר של הניסוי. כאשר אינך משתמש תא אינדוקציה עם פליטה פעיל, התא אינדוקציה להניחה על שולחן backdraft או downdraft או תחת שנורקל למצוא איזופלוריין.</li>
	<li>אני התלמיד עם Tropicamide 1% פתרון אופטלמולוגיות למשך 2 דקות... להחיל פתרון אופטלמולוגיות 0.5% Tetracaine HCl של החולדה עין תחת הרדמה מקומית נוספים, במידת הצורך. לשמור על עין לחות עם דמעות מלאכותיות מסחרי לפחות פעם אחת בכל רגע במהלך הניסוי.</li>
	<li>להזריק fluorescein מלח (10% w/w) או FITC (10% w/w) מעורבבת עם מלח סטרילית (0.1-0.3 מ ל) דרך הווריד של הזנב עם 1 מ"ל מחט מזרק, 29G.</li>
	<li>הפעל את מקור לייזר. במקום דחיסות נייטרלית מסנן כדי להחליש את עירור אור כחול במהלך היישור. למדוד את עוצמת האור OCT כדי להיות ~0.8 mW, ועל האור הכחול < 0.01 mW כדי למנוע היווצרות של קטרקט.</li>
	<li>להפעיל את מצב סריקה ויישור של גלוונומטר. להתאים את הגובה של הכדור העין לעשות לייזר נייח ספוט על הקרנית. להתאים את מיקום העין חולדה כדי להפוך את השפה של התלמיד בניצב בערך. הלייזר ולאחר קיזוז הלייזר אל מרכז הפסגה של העין על ~1.5 מ מ.</li>
	<li>להתאים את מחזיק בעלי חיים עד אוקטובר תמונות איכות מיטבית. ב- x' סריקה מהירה כיוון, ודא שמופיע בתמונה B-scan חתך שטוח. כאשר מחליפים y' לאט כיוון הסריקה, ודא חתך רוחב B-סריקת התמונה מופיע מוטה, עקב עקיפה סריקה.</li>
	<li>להסיר את המסנן דחיסות נייטרלית עירור אור כחול ונטר הזמן האמיתי להאכיל מהמצלמה. קרוס התמונה פלורסנט סקציות אמור להופיע כלי הדם מראה המופיעים בעומקים שונים.<ol>
<li>להתאים את המוקד של זריחה הסופי מערכת כדי להגיע אל המוקד אופטימלית הדמיה. מאפשרים כוונון עדין של העמדה העין בתוך המטוס לרוחב כדי להגיע איכות תמונה אופטימלית של אוסלו.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לאחר היישור, מתחיל לרכוש בו זמנית OCTA ו- fluorescein הנפחי מסתמים (vFA).</li>
	<li>לבנות את התמונות הנפחי הן OCTA והן אוסלו מאת Matlab. האלגוריתמים מתוארים בעבר פרט10. ליצור עומק-נפתרה vasculatures רשתית מאת סגמנטציה.</li>
	<li>לאחר השלמת ההדמיה, לבטל את הלייזר, לשחרר את החיה, למרוח משחה אופטלמולוגיות העיניים, ולאחר מכן מקם החיה בתוך קופסה שחזור.</li>
	<li>אין להשאיר את החיה ללא השגחה עד זה שהכרתו מספיק כדי לשמור על recumbency בחזה ובצלעות או כמו לכל מדיניות מוסדית.</li>
</ol>

<ol><li>Webb, R. H., Hughes, G. W., Delori, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Confocal+scanning+laser+ophthalmoscope%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">Confocal scanning laser ophthalmoscope.</a> Applied Optics. 26 (8), 1492-1499 (1987).</li>
<li>Roorda, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+optics+scanning+laser+ophthalmoscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy.</a> Optics Express. 10 (9), 405-412 (2002).</li>
<li>Huang, D., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4638169/">Optical coherence tomography.</a> Science. 254 (5035), 1178-1181 (1991).</li>
<li>de Carlo, T. E., Romano, A., Waheed, N. K., Duker, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+optical+coherence+tomography+angiography+%28OCTA%29%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Retina+and+Vitreous%22%5BJournal%5D)">A review of optical coherence tomography angiography (OCTA).</a> International Journal of Retina and Vitreous. 1 (1), 5(2015).</li>
<li>Jia, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Optical+Coherence+Tomography+Angiography+of+Choroidal+Neovascularization+in+Age-Related+Macular+Degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Quantitative Optical Coherence Tomography Angiography of Choroidal Neovascularization in Age-Related Macular Degeneration.</a> Ophthalmology. 121 (7), 1435-1444 (2014).</li>
<li>Chen, C. -L., Wang, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography+based+angiography+%5BInvited%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography based angiography [Invited].</a> Biomedical Optics Express. 8 (2), 1056-1082 (2017).</li>
<li>Yi, J., Chen, S. Y., Shu, X., Fawzi, A. A., Zhang, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+retinal+imaging+using+visible-light+optical+coherence+tomography+guided+by+scanning+laser+ophthalmoscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Human retinal imaging using visible-light optical coherence tomography guided by scanning laser ophthalmoscopy.</a> Biomedical Optics Express. 6 (10), 3701-3713 (2015).</li>
<li>Zhang, X. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-band+spectral-domain+optical+coherence+tomography+for+in+vivo+imaging+the+spectral+contrasts+of+the+retinal+nerve+fiber+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Dual-band spectral-domain optical coherence tomography for in vivo imaging the spectral contrasts of the retinal nerve fiber layer.</a> Optics Express. 19 (20), 19653-19667 (2011).</li>
<li>Delori, F. C., Webb, R. H., Sliney, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximum+permissible+exposures+for+ocular+safety+%28ANSI+2000%29%2C+with+emphasis+on+ophthalmic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Optical+Society+of+America+a-Optics+Image+Science+and+Vision%22%5BJournal%5D)">Maximum permissible exposures for ocular safety (ANSI 2000), with emphasis on ophthalmic devices.</a> Journal of the Optical Society of America a-Optics Image Science and Vision. 24 (5), 1250-1265 (2007).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+fluorescence+retinal+imaging+in+vivo+over+a+30-degree+field+of+view+by+oblique+scanning+laser+ophthalmoscopy+%28oSLO%29%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Volumetric fluorescence retinal imaging in vivo over a 30-degree field of view by oblique scanning laser ophthalmoscopy (oSLO).</a> Biomedical Optics Express. 9 (1), 25-40 (2018).</li>
</ol>

ג'י יי בעלת פטנט תלוי ועומד על אוסלו. והמלצה אחרים מצהירים אין אינטרסים כלכליים מתחרים.

. הנה, תארנו אוסלו, ויוו הנפחי פלורסנט רשתית הדמיה טכניקה עם FOV מעל 30 מעלות. בהשוואה OCT, תקן הנוכחי של טיפול הדמיה שיטה עיניים, אוסלו מציעה 3D דומה הדמיה יכולת עדיין מאפשר חדות פלורסצנטיות OCT אינו רגיש. היתרון של אוסלו היא שזה דורש סרוק סריקה אחת בלבד, ובכך מאפשרת שילוב חלקה של OCT, מתן שתי טכניקות משלימים עבור הדמיה הנפחי פלורסנט מבניים.
ב פרוטוקול זה, נקודת המפתח כדי לקבל איכות תמונה טובה היא הבהירות של העין חולדה. אם התמונה אוסלו מעורפל, לבחון אם יש היווצרות קטרקט. מספר גורמים ...

מדע רפואת עיניים וראייה נהנים מאוד טכניקות דימות אופטי מודרני, מאז הרשתית נגישה בקלות עם אור. קרינה פלואורסצנטית הדמיה ברשתית הוא כלי חיוני אבחון וניהול של chorioretinal כלי דם מחלות כמו רטינופתיה סוכרתית (ד ר), הקשורות לגיל ניוון מקולרי (AMD), אשר שניהם מובילים גורם לעיוורון בארצות הברית.
עם זאת, עדיין מאתגר לרכוש עם תצוגה של שדה גדול (FOV), תלת מימדי (3D) רשתית הדמיה באמצעות קרינה פלואורסצנטית הדמיה. צילום הפונדוס אין את היכולת לפתרון עומק ולדחות לא אור מפוזר. כתוצאה מכך, ערבוב של אותות עומק שונים מקטינה את איכות התמונה. לייזר סריקה ophthalmoscopy (סלו) והוא קונאפוקלית סלו (cSLO) יכול להפחית את ההשפעה של אור כשמאירים באמצעות חסימה קונאפוקלית1. עם זאת, קשה סלו או cSLO לרכוש דמות אנושית 3D רשתית עקב המגבלה שלהם עומק של המוקד. אופטיקה אדפטיבית סלו (AOSLO) יכול לספק רזולוציה מעולה וניגודיות על-ידי תיקון עבור סטיות חזית גל שהוצגו על ידי העין האנושית. עם זאת, AOSLO היה עוד צורך z-לערום הנפחי הדמיה2. (OCT) טומוגרפיה אופטית קוהרנטית3 ומערכות מסתמים (OCTA) OCT להתגבר על הגבלות אלה כדי לספק תלת מימדי (3D) תמונות אנטומיות ואת כלי הדם4,5,6, אבל הטבע ללא צבע של OCT לא יכול לדמיין את זליגת מעיד על תפקוד כלי הדם.
פרוטוקול זה מתאר את הרומן עם מודאלים מרובים פלטפורמה רשתית פלורסצנטיות הנפחי 3D הדמיה, כלומר oblique סריקה ophthalmoscopy לייזר (אוסלו). במערכת דימות, סריקת עקיפה נוצר על ידי מחוון זנב יונה, מערכת הדמיה הסופי מיושר ב זווית כדי לזהות קרינה פלואורסצנטית צלב תמונות חתך. המערכת משתמשת בשיטות סריקת לייזר, שיטות אלה מאפשרות להשיג הכללה קלה עם OCT כמו משלימים הנפחי מודאליות הדמיה מבנית. הפתרון העומק הנוכחי הוא כ-25 מיקרומטר ברשתית חולדה והיא שדה הראייה 30°. בעיקרו של דבר, אוסלו מאפשר גרסה פלורסנט של אוקטובר, ניתן לשלב בו זמנית OCT ו OCTA מעל FOV גדולים.
ב פרוטוקול זה, נתאר את ההתקנה של אוסלו, השיטה של יישור ובנייה, השיטה של ויוו הדמיה של עכברוש רשתית, והתוצאות נציג.

<table><tbody><tr><td>מקור לייזר Supercontinuum</td><td>NKT Photonics</td><td>SuperK EXTREME EXU-OCT6</td><td></td></tr><tr><td>מראה דיכרואית (DM1)</td><td>Thorlabs</td><td>DMLP650R</td><td></td></tr><tr><td>מראה דיכרואית (DM2)</td><td>Chroma</td><td>ZT514/1064rpc</td><td></td></tr><tr><td>מראה דיכרואית (DM3)</td><td>Thorlabs</td><td>DMLP900R</td><td></td></tr><tr><td>סיבים במצב יחיד (SMF 1)</td><td>Thorlabs</td><td>P3-460B-FC-2</td><td></td></tr><tr><td>סיבים במצב יחיד (SMF 2)</td> <td>Thorlabs</td><td>P3-780A-FC-2</td><td></td></tr><tr><td>מצמד סיבים אופטיים</td><td>Thorlabs</td><td>TW850R5A2</td><td></td></tr><tr><td>מערכת טלסקופ 1:1</td><td>Thorlabs</td><td>AC254-100-A&times; </td><td></td>2</tr><tr><td>מערכת טלסקופ 3:1</td><td>Thorlabs</td><td>AC254-150-A&times; </td><td></td>2</tr><tr><td>מערכת טלסקופ 3:1</td><td>Thorlabs</td><td>AC254-50-A&times; </td><td></td>2</tr><tr><td>מראות Galvo (GM1,GM2)</td><td>Thorlabs</td><td>GVS201 ופעמים; </td><td></td>2</tr><tr><td>מראות Galvo De-sacn (GM3)</td><td>Thorlabs</td><td>GVS011</td><td></td></tr><tr><td>עדשת אובייקטיבית</td><td>Olympus</td><td>UplanSApo 20&times;/0.75</td><td></td></tr><tr><td>מערכת הדמיה סופית</td><td>Olympus</td><td>UplanFL N 10&times;/0.3</td><td></td></tr><tr><td>מערכת הדמיה סופית</td><td>Computar</td><td>12-36 מ"מ/1:2.8</td><td></td></tr><tr><td>מצלמה</td><td>PCO</td><td>Pco.pixelfly USB</td><td></td></tr><tr><td>מסנן</td><td>Thorlabs</td><td></td> רכוב FEL0800 <td></td></tr><tr><td>משתנה ברציפות מסנן</td><td>ND Thorlabs</td><td>NDC-50C-4M-A</td><td></td></tr><tr><td>מצלמת סריקת קו</td><td>Thorlabs</td> לוח פלט אנלוגי <td>SPL2048-140K</td><td></td></tr><tr><td>(AO1)</td> <td>מכשיר לאומי</td><td>PCI-6731</td><td></td></tr><tr><td>לוח פלט אנלוגי (AO2)</td> <td>מכשיר לאומי</td><td>PCIe-6351</td><td></td></tr><tr><td>מסנן מעבר ארוך</td><td>Thorlabs</td><td>FEL0800</td><td></td></tr></tbody></table>

עם מודאלים מרובים נפח הרשתית הדמיה על ידי עקיפה סריקת לייזר ophthalmoscopy (אוסלו) ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר)

Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy (oSLO) and Optical Coherence Tomography (OCT)

אמנם פלורסצנטיות הדמיה נעשה שימוש נרחב רפואת עיניים, תמונת תצוגה של שדה גדול (FOV) תלת מימדי (3D) קרינה פלואורסצנטית ברשתית הוא עדיין אתגר גדול עם הרשתית המדינה-of-the-art הדמיה שיטות כי הם היו דורשים z-לערום כדי בצע הידור dataset הנפחי. טומוגרפיה אופטית קוהרנטית החדשים (אוקטובר) ומערכות מסתמים (OCTA) OCT להתגבר על הגבלות אלה כדי לספק תלת מימדי (3D) אנטומי ואת כלי הדם תמונות, אבל הטבע ללא צבע של OCT לא יכול לדמיין את זליגת מעידה על כלי הדם תפקוד לקוי. פרוטוקול זה מתאר אלכסוני הרומן של סריקת לייזר ophthalmoscopy (אוסלו) טכניקה המספק קרינה פלואורסצנטית הנפחי 3D הדמיה ברשתית. ההתקנה של מערכת הדמיה יוצרת את אלכסוני. הסריקה באמצעות מחוון זנב יונה, מיישר את מערכת ההדמייה הסופית בזווית כדי לזהות תמונות חתך הרוחב פלורסנט. המערכת משתמשת הלייזר סריקה שיטת ומאפשרת לכן, ההתאגדות קל של OCT כמו משלימים הנפחי מודאליות הדמיה מבנית. דימות in vivo על הרשתית עכברוש הוא הפגין כאן. פתרון fluorescein מוזרק לווריד כדי לייצר fluorescein הנפחי מסתמים (vFA).

איור 4a מציג תמונת OCT חתך הרוחב של הרשתית חולדה. איור 4b c -4 הצג אותן תמונות חתך הרוחב רשתית של OCTA, אוסלו vFA רכשה באותו זמן. אוסלו מאפשר חתך הרוחב פא מקבילה כדי OCT B-הסריקה. בהשוואה OCTA, תמונת חתך של vFA אוסלו מזהה בבירור את כלי שכבת סיבי עצב (NFL), שכבת תאים גנגליון (שזכתה), נימים בתוך השכבה החיצונית plexiform (OPL). איור 4 d ו- 4g להציג את השכבה השטחית של הת...

כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לקבל תצוגה של שדה גדול (FOV) תלת מימדי (3D) זריחה התמונה ברשתית OCT באמצעות פלטפורמה הרומן עם מודאלים מרובים הדמיה. אנחנו תציג בהגדרת המערכת, השיטה של יישור ו הפרוטוקולים מבצעית. דימות in vivo תודגמנה, התוצאות נציג יסופק.

עם מודאלים מרובים נפח הרשתית הדמיה על ידי עקיפה סריקת לייזר Ophthalmoscopy (אוסלו) ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר)

While fluorescence imaging is widely used in ophthalmology, a large field of view (FOV) three-dimensional (3D) fluorescence retinal image is still a big ...

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום רפואת העיניים והדמיית הרשתית. כגון הדמיה וכימות של הפרעה במחסום הדם-רשתית ותפקודי נימי הרשתית. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא יכולה להשיג שדה ראייה גדול, הדמיית רשתית תלת מימדית ורב-ניגודיות באמצעות לייזר סריקה אלכסוני בסריקת רסטר אחת בודדת.ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על אבחון רטינופתיה סוכרתית ומחלות טרום רשתית אחרות. מכיוון ש-oSLO יכול לקבל תמונות בעלות ניגודיות גבוהה של מיקרו-כלי דם ברשתית, עד לנימים בודדים בתלת מימד. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי הדמיית רשתית, ניתן ליישם אותה גם על מערכות הדמיה אחרות באמצעות עדשות אובייקטיביות קונבנציונליות.כגון הדמיה in vivo של קליפת העכבר. מקור לייזר סופר-רציף משמש כמקור לייזר המערכת עבור אופטלמוסקופיית לייזר סריקה אלכסונית, או הגדרת oSLO. תחום האור הנראה מופרד מתחום אורכי הגל הגבוה יותר על ידי המראה הדיכרואית הראשונה.ספקטרום האור מורחב עם זוג מנסרות פיזור, לאחר שהקרן עוברת דרך מפצל קרן קיטוב. חריץ משמש לבחירת טווח אורכי הגל של העירור. ומראה רפלקטיבית מחזירה את האלומה המסוננת בחזרה לזוג המנסרות כדי לחבר את האור לסיב חד-מצבי.ספקטרומטר משמש לאישור בחירת אורך הגל בפלט של סיב המצב היחיד. הסיב במצב יחיד מחובר לשני מצמדי סיבים אופטיים מדורגים. אחת מיציאות פלט הסיבים ממצמד הסיבים השני מספקת את האור למערכת ה-oSLO.כדי לכוונן את הלייזר במערכת ה-oSLO, הלייזר מוסט על ידי מראה גלוונומטר. מערכת טלסקופ אחד לאחד מעבירה את הלייזר למראה גלוונומטר שנייה, ומערכת טלסקופ של שלושה לאחד מעבירה את הלייזר לאישון העין. מראה דיכרואית בתוך מערכת הטלסקופ של שלושה לאחד משקפת את האותות הפלואורסצנטיים.מערכת הטלסקופ של שלושה לאחד והמראה הדיכרואית מותקנות על מחוון זנב יונה מותאם אישית כדי לקזז את הציר האופטי וליצור את תאורת הסריקה האלכסונית. התאורה האלכסונית מאפשרת הדמיה פלואורסצנטית נפחית ללא צורך בחיתוך. על ידי קיזוז הלייזר, קרן אלכסונית ממוקדת ברשתית, ואז הזיהוי האלכסוני יכול ללכוד תמונה פלואורסצנטית טומוגרפית לאורך נתיב האלומה האלכסונית.כדי ליצור את הנתיב האופטי של הדמיית הקרינה, הקרינה משתקפת על ידי המראה הדיכרואית ומועברת למראה הגלוונומטר השלישית. לאחר מכן, האור הפלואורסצנטי מועבר לעדשת אובייקט הדמיה על ידי מערכת טלסקופ אחרת אחד לאחד. שני שלבי תרגום נוספים מותקנים מתחת למראה הגלוונומטר השלישית כדי לספק יתירות בדרגות החופש לאופטימיזציה של התמונה.מערכת ההדמיה הסופית מותקנת על במה בעלת שלוש דרגות חופש. סיבוב, ושני צירי תרגום. מצלמה מישורית משמשת לצילום תמונות הקרינה בחתך.מראה דיכרואית נוספת מפרידה בין תחום האינפרא אדום האחורי לבין האור שנותר. מסנן מעבר ארוך משמש כדי להגביל עוד יותר את רוחב הפס ל-800 עד 900 ננומטר. חבר את הקורה לסיב במצב יחיד.הסיב במצב יחיד מחובר ליציאת הכניסה השנייה של שני מצמדי הסיבים האופטיים המדורגים כדי לשלב עם עירור ה-oSLO הכחול. האור מיציאת הפלט השנייה של מצמד הסיבים השני מופנה לזרוע הייחוס של OCT. שיש לו לוחות פיצוי פיזור, מסנן צפיפות ניטרלית משתנה ומראה רפלקטיבית.האור המוחזר מזרוע הייחוס והעין מתחבר מחדש במצמד הסיבים האופטיים השני, ומועבר לספקטרומטר OCT כדי לאסוף את האות. השתמש בתוכנת מערכת איסוף נתונים שנכתבה ב-Labview ושונתה מפרוטוקול הסריקה OCTA. עבור כל סריקת b, שן מסור במחזור עבודה של 80% עם 500 שלבים מופקת על ידי לוח פלט אנלוגי כדי לשלוט במראה הסריקה המהירה x-prime.הפעל את מצלמת סריקת הקו בכל שלב כדי להשיג נתונים עבור ה-OCT, רק כאשר המראה נמצאת בכיוון הסריקה קדימה. הגדר את זמן החשיפה של מצלמת סריקת הקו ל-17 מיקרו-שניות. כדי לרכוש את אות ה-OCTA, חזור על המדידה חמש פעמים באותו מיקום סריקת b.הגדר את קצב הפלט של AO ל-100 קילו-הרץ, ואת קצב ה-OCT A-line ל-50 קילו-הרץ. שלוט במראה הסריקה האיטית של y-prime, GM1, על ידי צורת גל משתוללת. סנכרן את מראה הסריקה, GM3, עם GM1 כדי לסרוק את הסריקה האיטית.הפעל את המצלמה המישורית על ידי לוח פלט אנלוגי אחר כדי לצלם תמונה פלואורסצנטית אחת בכל מיקום y-prime. חתוך את גודל ההדמיה או סל את הפיקסלים השכנים כדי להגביר את המהירות והרגישות כרצונך. התחל באישור רמת הרדמה מתאימה בחולדה על ידי היעדר רפלקס נסיגה במהלך צביטה תוך דיגיטלית.לאחר השראת הרדמה, הנח את החולדה על מחזיק. התקן חרוט אף כדי לשמור על ההרדמה במהלך שארית הניסוי. יש למרוח תמיסת עיניים 5 טטרקאין הידרוכלוריד על עין החולדה להרדמה מקומית.לאחר מכן יש להרחיב את האישון עם תמיסת עיניים טרופיקמיד 1%. לאחר שתי דקות של הרחבה, השתמש במזרק של מיליליטר אחד ובמחט בגודל 29 כדי להזריק 10% פלואורסצאין או 10% FITC מדולל במי מלח דרך וריד הזנב. לאחר מכן הפעל את מקור הלייזר, והנח מסנן צפיפות ניטרלית כדי להחליש את עירור האור הכחול במהלך היישור.מדוד את עוצמת האור הכחול, וודא שהוא פחות מ-10 מיקרו-וואט. לאחר מכן עבור לנורת טומוגרפיה קוהרנטית אופטית, וודא שהוא קרוב ל-8 מילי-וואט. הפעל את ספק הכוח למראה הגלוונומטר, המשמשת לשליטה בכיוון הלייזר.התאם את גובה גלגל העין כדי ליצור נקודת לייזר נייחת על הקרנית. כוונן את מיקום העין כדי להפוך את שפת האישון לניצב בערך ללייזר. וקיזז את הלייזר לכ-1.5 מילימטרים מהמרכז האפיקלי של העין.כוונן עוד יותר את מחזיק החיה עד שתמונות הטומוגרפיה הקוהרנטיות האופטית יגיעו לאיכות אופטימלית. בכיוון הסריקה המהירה של x-prime, ודא שתמונת סריקת ה-b-scan בחתך נראית שטוחה. בעת מעבר לכיוון הסריקה האיטית של y-prime, ודא שתמונת סריקת ה-b-scan בחתך הרוחב נראית מוטה עקב הסריקה האלכסונית.הסר את מסנן הצפיפות הנייטרלית לעירור האור הכחול. ולעקוב אחר ההזנה בזמן אמת מהמצלמה. אמורה להופיע תמונה פלואורסצנטית בחתך המציגה כלי דם בעומקים שונים.כוונן את המיקוד של מערכת ההדמיה הקרינה הסופית כדי להגיע למיקוד האופטימלי. ובצע התאמות עדינות של מיקום העין במישור הצדדי כדי להגיע לאיכות תמונה אופטימלית של אופטלמוסקופיה בלייזר סריקה אלכסונית. לאחר היישור, התחל לרכוש בו זמנית טומוגרפיה קוהרנטית אופטית ואנגיוגרפיה פלואורסצאין נפחית.תמונה זו מציגה תמונת טומוגרפיה קוהרנטית אופטית חתך של רשתית חולדה. זוהי אנגיוגרפיה של טומוגרפיה קוהרנטית אופטית, או תמונת OCTA, של אותו אזור. ואופטלמוסקופיה לייזר סריקה אלכסונית ואנגיוגרפיה פלואורסצאין נפחית אנגיוגרפיה פלואורסצאין חתך אנגיוגרפיה, או oSLO-VFA.אנלוגי לטומוגרפיה קוהרנטית אופטית b-scan. בהשוואה ל-OCTA, תמונת החתך של לייזר סריקה אלכסונית ותמונת חתך פלואורסצאין נפחית מזהה בבירור את הנימים בשכבת הפרספקס החיצונית. השכבה השטחית של הרשתית מוצגת כאן בתמונת OCTA.חפצים בצורת פסים אנכיים נראים בתמונה. oSLO-VFA נמנע מחפצי התנועה על ידי שימוש בניגודיות פליטת פלואורסצנטיות. בתוך שכבת הביניים של הרשתית, כלי הצלילה האנכית מוצגים בבירור בתמונת oSLO FA.אבל לא ניכר ב-OCTA. בעת ניסיון הליך זה, חשוב להימנע מחשיפת לייזר מתמשכת לעין למשך יותר משתי דקות. הימנע מייבוש הקרנית, ואפשר לעין לנוח לפחות 30 שניות בין קטעי ההדמיה על ידי חסימת האור.בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו הדמיית עכברים מהונדסים גנטית כדי לבטא חלבונים פלואורסצנטיים על מנת לענות על שאלות נוספות. כמו האופן שבו סוגי תאי רשתית ספציפיים יכולים להשתנות, והמשתנים הנראים בעבר עם מחלות ידועות.

multimodal-volumetric-retinal-imaging-oblique-scanning-laser

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

זרימת דם ברשתית סה"כ נמדדה על ידי טומוגרפיה דופלר קוהרנטיות אופטית ותוכנה לדירוג אוטומטי למחצה.

טומוגרפיה אופטית קוהרנטיות דופלר של Circulation רשתית

רפואת עיני photoacoustic (PAOM), שיטת הדמיה אופטית המבוססת על קליטה, מספקת את ההערכה המשלימה של הרשתית לטכנולוגיות ההדמיה לרפואת העיניים הזמינים כיום. אנו מדווחים על השימוש של PAOM משולב עם טומוגרפיה רפאים-תחום קוהרנטיות אופטית (SD-אוקטובר) להדמית רשתית multimodal סימולטני בחולדות.

Ophthalmoscopy photoacoustic משולב וטומוגרפיה אופטית קוהרנטיות Spectral-תחום

מקור: Jagodzinska, J., et. al., טומוגרפיה קוהרנטית אופטית: הדמיית תאי גנגליון רשתית של עכבר ב-Vivo. J. Vis. Exp. (2017)  בסרטון זה, אנו מדגימים את השימוש בטומוגרפיה קוהרנטית אופטית בתחום ספקטרלי (SD-OCT) כדי לדמות שכבות רשתית ולהעריך שינויים מבניים במודל עכבר מהונדס גנטית עם נוירופתיה אופטית.

הדמיה in vivo של רשתית העכבר באמצעות טומוגרפיה קוהרנטית אופטית

כתב יד זה מתאר פרוטוקול עבור ויוו ההדמיה של הרשתית עכבר עם טומוגרפיה אופטית קוהרנטית בתחום ספקטרלי ברזולוציה גבוהה (SD-אוקטובר). הוא מתמקד תאי גנגליון (מהרשות לשיקום האסיר) באזור peripapillary, עם מספר סריקה וכימות הגישות שתוארו.

טומוגרפיה אופטית קוהרנטית: הדמיה העכבר גנגליון תאים In Vivo

כאן אנחנו מדגימים גישה מוזרה לשימוש טומוגרפיה אופטית קוהרנטית בתחום ספקטרלי ברזולוציה גבוהה (HR-SD-אוקטובר) כדי לסייע משלוח של סוכנים טיפול גנטי לחלל subretinal להעריך את פעולתה אמיתיות, לאפיין את קולט אור חיוניות.

טומוגרפיה אופטית קוהרנטית העכבר הרזולוציה על קוליים כדי לסייע הזרקה תוך-עיני במחקר ריפוי גנטי ברשתית

כתב יד זה מתאר את הרומן ההתקנה והפעלת הליך של מיקרוסקופ photoacoustic וכן מערכת כפולה-מודאליות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית עבור הדמיה לא פולשנית, ללא תווית chorioretinal בעלי חיים גדולים יותר, כמו ארנבים.

הדמיה Chorioretinal כפול-מודאליות מיקרוסקופ Photoacoustic הרומן ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית בעיניים הארנב חי

פרוטוקול מפורט להערכה של המפרט מבנית וחזותית בחולדות על ידי תגובת טומוגרפיה ו optokinetic אופטית קוהרנטית מוצג. התוצאות מספקים תובנות בעלות ערך מחקר ophthalmologic, כמו גם רגשיות ונוירולוגיות.

באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות

כאן, אנו מתארים את השימוש בטומוגרפיית קוהרנטיות אופטית בתחום ספקטרלי (SD-OCT) כדי לדמיין מבנים ברשתית ובעין in vivo במודלים של ניוון רשתית, גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית וקוצר ראייה.

הערכות מבניות In vivo של מחלות עיניים במודלים של מכרסמים באמצעות טומוגרפיה קוהרנטית אופטית

כאן אנו מתארים טכניקת הדמיה in vivo באמצעות טומוגרפיה קוהרנטית אופטית כדי להקל על האבחון והמדידה הכמותית של רטינופתיה בעכברים.

יישום טומוגרפיה של קוהרנטיות אופטית למודל עכבר של רטינופתיה

טומוגרפיית קוהרנטיות אופטית ברזולוציה גבוהה של קטע קדמי (HR-OCT) היא שיטה לא פולשנית מבטיחה לאבחון והערכה טיפולית של ניאופלזיה קשקשית של משטח העין (OSSN). כאן מוצגים הגדרת המערכת, טכניקת הסריקה ותוצאות האבחון המייצגות.

טומוגרפיה קוהרנטית אופטית קדמית ברזולוציה גבוהה באבחון וניטור טיפולי של ניאופלזיה קשקשית של משטח העין

למד שיטת הדמיית רשתית תלת-ממדית רב-מודלית באמצעות סריקת לייזר בעקיפה ו-OCT. טכניקה זו מאפשרת הדמיית נימי דם בודדים ואבחון רטינופתיה סוכרתית בחיות חיים.

עם מודאלים מרובים נפח הרשתית הדמיה על ידי עקיפה סריקת לייזר Ophthalmoscopy (אוסלו) ו טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר)

גלה סרטונים נוספים