광학 간섭 단층 촬영을 사용한 설치류 모델에서 안구 질환의 생체 내 구조 평가

스펙트럼 도메인 광간섭 단층촬영은 생체 내에서 안구 구조를 이미징하고 다양한 안과 질환 모델에서 시간 경과에 따른 안구 치수의 변화를 추적하는 데 유용한 도구입니다. SDOCT를 사용하여 당뇨병성 망막병증의 망막 변성 모델, 녹내장 모델의 망막 두께 및 부항, 근시 모델의 축 길이를 측정합니다. SDOCT 기법은 간단하지만 좋은 이미지를 얻으려면 연습이 중요합니다.

또한 다양한 프로토콜로 실험하는 것은 각 연구 요구 사항에 가장 적합한 프로토콜을 결정하는 데 중요합니다. 이 절차를 시연하는 것은 시각 및 신경인지 재활 센터(Center for Visual and Neurocognitive Rehabilitation)의 수석 연구원인 앤드류 페올라(Andrew Feola)가 맡을 것입니다. 먼저 spectral domain optical coherence tomography 소프트웨어를 열고 획득 연구 및 치료 암 정보를 입력합니다.

Patient Exam(환자 검사) 탭에서 test examiner(테스트 검사자)를 클릭하고 검사자의 이름을 선택합니다. 스터디 이름을 클릭하여 스터디를 정의하고 스터디 탭을 열어 새 스터디를 추가하거나 기존 스터디의 처리를 수정합니다. Select Treatment Arm(치료암 선택)의 오른쪽을 클릭하여 치료군을 선택합니다.

전체 그룹에 대해 새 시간 지점을 추가하려면 환자 추가를 클릭합니다. 창에서 ID 번호, 이름 및 성을 입력합니다. 환자의 성별과 생년월일을 선택합니다.

개별 Rat를 추가하려면 Add Exam(시험 추가)을 클릭합니다. 쥐를 식별하려면 시험을 클릭하고 시험 편집을 클릭하십시오. Enter Notes(메모 입력) 상자에 ID 번호를 입력하고 Save Changes(변경 사항 저장)를 클릭합니다.

그런 다음 장치에 적절한 렌즈를 부착합니다. 소프트웨어에서 해당 구성을 선택하고 연결된 참조 암 위치에서 다이얼을 돌립니다. Patient Exam(환자 검사) 탭에서 강조 표시된 검사를 두 번 클릭하여 Imaging(이미징) 탭으로 이동하여 이미징을 시작합니다.

사전 설정된 스캔 프로토콜을 로드하려면 목록에서 프로토콜 선택을 클릭합니다. 녹내장 및 당뇨병성 망막병증의 쥐 모델의 경우, 오른쪽 및 왼쪽 눈 스캔을 위해 각각 2개의 OD와 2개의 OS로 구성된 사전 설정을 선택합니다. 마취된 쥐를 설치류 정렬 시스템에 넣은 후 동물의 눈에 윤활제를 바릅니다.

이미징 직전에 섬세한 작업용 와이프를 사용하여 과도한 식염수를 흡수하고 설치류 정렬 시스템의 두 회전 동작을 사용하여 시선이 수평이 되도록 쥐를 배치하고 광간섭 단층 촬영 렌즈의 축을 내려다봅니다. 자유 실행 모드를 사용하여 데이터 수집을 위해 망막의 방향을 지정합니다. 그런 다음 Aim 모드를 사용하여 수평 및 수직 B 스캔을 실시간으로 연속적으로 표시합니다.

망막이 보일 때까지 스캔 헤드를 눈에 더 가깝게 이동하고 설치류 정렬 시스템을 사용하여 시신경 머리가 중앙에 보일 때까지 동물의 위치를 조정합니다. 수평 스캔을 수평으로 만들고 수직 스캔을 수직으로 만듭니다. 망막 이미지가 곡선이 아닌 평평하게 되도록 작업 거리를 조정하고, 이미지가 디스플레이 창의 상단 근처에 유지되도록 참조 암 위치를 조정합니다.

녹내장, 망막 변성 및 당뇨병성 망막병증 모델의 망막 이미징의 경우, 평균을 위해 1, 000 A 스캔 x 100 B 스캔 x 1 반복 B 스캔으로 구성된 3 x 3mm 볼륨 스캔을 정의합니다. 시신경을 수평 및 수직 축의 중앙에 배치하여 볼륨 스캔이 비강, 측두엽 및 상축, 하축(suboal axis)을 따라 직선 중앙에 있도록 합니다. 스냅샷을 클릭하여 사진을 찍고 저장을 클릭하여 이미지를 저장합니다.

시신경두를 중심으로 한 방사형 스캔, 즉 1, 000 A 스캔, 4 B 스캔, 20 반복 B 스캔을 얻습니다. 또한 반복되는 B 스캔을 사용하여 눈 또는 망막의 이미지 선명도를 향상시켜 데이터 분석 중에 눈 영역 또는 망막층을 쉽게 해석할 수 있습니다. 그런 다음 이미지를 저장하고 반대쪽 눈에 대한 스캔을 반복합니다.

이미지의 사후 처리를 위해 적절한 수학적 모델링 소프트웨어 프로그램을 엽니다. 망막을 처리하기 위해 로드할 광간섭 단층촬영 스캔을 선택하고 클릭하여 시신경두의 중심을 정의합니다. 이 프로그램은 시신경 머리의 양쪽에서 거리를 정의하는 수직선을 생성합니다.

쥐의 망막에서 이 선들은 시신경두의 중심에서 0.5mm와 1.2mm 떨어져 있으며, 현재 분석된 방사형 B 스캔에 따라 눈의 비강, 측두엽 및 하축, 상축을 나타내는 총 4개의 수직선이 있습니다. 각 선을 따라 망막 신경 섬유층, 내부 망상층, 내부 핵층, 외부 망상층, 외부 핵층, 외부 제한막, 내부 및 외부 분절, 망막 색소 상피 및 총 망막 두께를 묘사합니다. 모든 레이어가 묘사되면 데이터 분석을 위해 측정값을 스프레드시트로 내보냅니다.

대표적인 스펙트럼 도메인 광간섭 단층촬영 이미지는 손상되지 않은 대조군 마우스에 비해 광유도 망막 변성 BALB/c 마우스의 망막에 광수용체 세포체를 포함하는 더 얇은 외부 핵층을 보여줍니다. 망막층 두께를 정량화한 후, 총 망막 두께, 외부 핵층 두께, 내부 및 외부 분절 두께에 대해 손상되지 않은 망막 변성 마우스와 광 유도 망막 변성 마우스 간의 상당한 차이가 관찰되었습니다. 안구 고혈압 모델에서는 8주 후 시신경 부항을 포함하여 시신경 머리에서 뚜렷한 리모델링이 관찰됩니다.

안구 고혈압 8주 후 망막 신경 섬유층 두께를 정량화한 결과 기준선 측정치에 비해 현저히 얇아진 것으로 나타났습니다. 당뇨병성 쥐 모델과 Wistar 대조 동물의 망막 영상화에 따르면, 당뇨병이 있는 쥐는 생후 6주가 되면 망막 신경 섬유층과 총 망막 두께가 말초 망막의 Wistar 쥐에 비해 감소하며, 망막의 하사분면과 측두엽에서 가장 큰 차이가 관찰됩니다. 근시가 있는 마우스 모델에서 눈의 축 길이는 84일령의 야생형 눈에서 관찰되는 것보다 눈에 띄게 깁니다.

이 근시적인 눈 데이터는 시계 유전자가 없는 쥐에서 얻은 것으로, 시계 유전자가 근시 발달에 기여한다는 것을 시사합니다. SDOCT를 사용한 안구 구조 측정은 전기 망막 검사 및 광운동 반응과 같은 다른 분석법과 함께 사용하여 많은 안과 질환 모델에서 시간 경과에 따른 미묘한 변화를 감지할 수 있습니다.