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Bioengineering

Multimodal Volumetric रेटिना इमेजिंग द्वारा टेढ़ा स्कैनिंग लेजर Ophthalmoscopy (ओस्लो) और ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT)

Published: August 4, 2018 doi: 10.3791/57814
Automatic Translation
*1, *1, 1,2
1Department of Medicine, Boston University School of Medicine, 2Department of Biomedical Engineering, Boston University
* These authors contributed equally

Summary

यहां, हम एक उपंयास इमेजिंग multimodal मंच का उपयोग करके दृश्य (FOV) तीन आयामी (3 डी) प्रतिदीप्ति और अक्टूबर रेटिना छवि का एक बड़ा क्षेत्र प्राप्त करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । हम सिस्टम सेटअप, संरेखण की विधि, और संचालन प्रोटोकॉल लागू होगा । vivo इमेजिंग में प्रदर्शन किया जाएगा, और प्रतिनिधि परिणाम प्रदान किया जाएगा ।

Abstract

जबकि प्रतिदीप्ति इमेजिंग व्यापक रूप से नेत्र विज्ञान में प्रयोग किया जाता है, देखने का एक बड़ा क्षेत्र (FOV) तीन आयामी (3 डी) प्रतिदीप्ति रेटिना छवि अभी भी राज्य के साथ एक बड़ी चुनौती है-कला रेटिना इमेजिंग मोडलों क्योंकि वे z-स्टैकिंग की आवश्यकता होगी करने के लिए कोई volumetric dataset संकलित करें । नए ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (oct) और oct एंजियोग्राफी (OCTA) सिस्टम इन प्रतिबंधों को दूर करने के लिए तीन आयामी (3 डी) संरचनात्मक और संवहनी छवियों, लेकिन अक्टूबर के डाई मुक्त प्रकृति रिसाव संकेत नाड़ी की कल्पना नहीं कर सकते रोग. इस प्रोटोकॉल का वर्णन एक उपंयास परोक्ष स्कैनिंग लेजर ophthalmoscopy (ओस्लो) तकनीक है कि 3 डी volumetric प्रतिदीप्ति रेटिना इमेजिंग प्रदान करता है । इमेजिंग प्रणाली के सेटअप एक कबूतर पूंछ स्लाइडर द्वारा परोक्ष स्कैनिंग उत्पंन करता है और एक कोण पर अंतिम इमेजिंग प्रणाली संरेखित करने के लिए फ्लोरोसेंट पार अनुभागीय छवियों का पता लगाने । प्रणाली लेजर स्कैनिंग विधि का उपयोग करता है, और इसलिए, एक पूरक volumetric संरचनात्मक इमेजिंग रूपरेखा के रूप में अक्टूबर के एक आसान निगमन की अनुमति देता है । vivo इमेजिंग में चूहा रेटिना पर यहां का प्रदर्शन किया है । Fluorescein समाधान नसों में volumetric Fluorescein एंजियोग्राफी (vFA) का उत्पादन करने के लिए इंजेक्शन है ।

Introduction

नेत्र विज्ञान और विजन साइंस बहुत आधुनिक ऑप्टिकल इमेजिंग तकनीक से लाभ, के बाद से रेटिना आसानी से प्रकाश के साथ पहुंचा जा सकता है । प्रतिदीप्ति रेटिना इमेजिंग निदान और मधुमेह रेटिनोपैथी के रूप में chorioretinal संवहनी रोगों के प्रबंधन में एक अनिवार्य उपकरण है (डॉ) और उम्र से संबंधित धब्बेदार अध (AMD), दोनों जिनमें से संयुक्त राज्य अमेरिका में अंधापन के कारण अग्रणी रहे हैं.

हालांकि, यह अभी भी प्रतिदीप्ति इमेजिंग का उपयोग करके दृश्य (FOV), त्रि-आयामी (3d) रेटिना इमेजिंग की एक बड़ी फ़ील्ड प्राप्त करने के लिए चुनौतीपूर्ण है । Fundus फोटोग्राफ़ी गहराई को हल करने की क्षमता नहीं है और फैलाना प्रकाश अस्वीकार नहीं करता है । एक परिणाम के रूप में, अलग गहराई से संकेतों के मिश्रण छवि गुणवत्ता कम कर देता है. स्कैनिंग लेजर ophthalmoscopy (SLO) और फोकल SLO (cSLO) फोकल गेटिंग1का उपयोग करके फैलाना प्रकाश के प्रभाव को कम कर सकते हैं । हालांकि, यह मुश्किल है SLO या cSLO के लिए एक 3 डी मानव रेटिना ध्यान की उनकी गहराई की सीमा के कारण छवि प्राप्त करने के लिए । अनुकूली प्रकाशिकी SLO (AOSLO) मानव आंख द्वारा शुरू की wavefront विचलन के लिए सही द्वारा शानदार संकल्प और कंट्रास्ट प्रदान कर सकते हैं । हालांकि, AOSLO अभी भी z-स्टैकिंग volumetric इमेजिंग2के लिए की आवश्यकता होगी । ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (oct)3 और oct एंजियोग्राफी (OCTA) प्रणालियों इन प्रतिबंधों को दूर करने के लिए तीन आयामी (3 डी) संरचनात्मक और संवहनी छवियों4,5,6, लेकिन डाई मुक्त प्रकृति प्रदान अक्टूबर के संवहनी रोग का संकेत रिसाव कल्पना नहीं कर सकते ।

इस प्रोटोकॉल 3d volumetric प्रतिदीप्ति रेटिना इमेजिंग, अर्थात् टेढ़ा स्कैनिंग लेजर ophthalmoscopy (ओस्लो) के लिए एक उपंयास multimodal मंच का वर्णन है । इस इमेजिंग प्रणाली में, एक परोक्ष स्कैनिंग एक कबूतर पूंछ स्लाइडर द्वारा उत्पंन होता है, और एक अंतिम इमेजिंग प्रणाली प्रतिदीप्ति पार अनुभागीय छवियों का पता लगाने के लिए एक कोण में गठबंधन किया है । प्रणाली लेजर स्कैनिंग तरीकों का उपयोग करता है, और इन तकनीकों को एक पूरक volumetric संरचनात्मक इमेजिंग रूपरेखा के रूप में अक्टूबर के साथ आसान निगमन अनुमति देते हैं । वर्तमान गहराई संकल्प के बारे में है 25 चूहे रेटिना में µm और देखने के क्षेत्र 30 ° है । मूलतः, ओस्लो अक्टूबर के एक फ्लोरोसेंट संस्करण की अनुमति देता है और एक साथ एक बड़े FOV पर oct और OCTA के साथ संयुक्त हो सकता है ।

इस प्रोटोकॉल में, हम ओस्लो, संरेखण और निर्माण की विधि, चूहे रेटिना की vivo इमेजिंग में विधि, और प्रतिनिधि परिणाम के सेटअप का वर्णन करेंगे ।

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Protocol

यहां बताए गए सभी तरीकों को बोस्टन मेडिकल सेंटर के एनिमल केयर एंड फीमेल कमेटी (ACUC) ने मंजूरी दी है ।

1. सिस्टम सेटअप

  1. ओस्लो प्रणाली
    1. सिस्टम लेज़र स्रोत के रूप में एक supercontinuum लेज़र स्रोत का उपयोग करें ।
      1. एक dichroic मिरर (DM1) द्वारा उच्च तरंग दैर्ध्य रेंज (650-2000 एनएम) से दृश्यमान प्रकाश रेंज (450-650 एनएम) अलग । एक ध्रुवीकरण बीम अलगानेवाला (पंजाब) के माध्यम से गुजर बीम के बाद फैलाव चश्मे की एक जोड़ी के साथ स्पेक्ट्रम का विस्तार करें ।
      2. उत्तेजना तरंग दैर्ध्य रेंज (475-495 एनएम) का चयन करने के लिए एक भट्ठा प्लेस । एक चिंतनशील दर्पण का प्रयोग करें फ़िल्टर किरण को प्रतिबिंबित करने के लिए वापस चश्मे जोड़ी और फिर एक एकल मोड फाइबर में प्रकाश जोड़ा (SMF 1) ।
      3. एकल मोड फाइबर के उत्पादन पर तरंग दैर्ध्य चयन की पुष्टि करने के लिए एक स्पेक्ट्रोमीटर का प्रयोग करें ।
    2. चित्रा 2में दिखाया गया के रूप में दो कैस्केडिंग ऑप्टिकल फाइबर युग्मकों के लिए एकल मोड फाइबर कनेक्ट. दूसरा फाइबर युग्मक से फाइबर उत्पादन बंदरगाह में से एक ओस्लो प्रणाली के लिए प्रकाश बचाता है ।
    3. Collimate लेजर पहले ओस्लो प्रणाली में ।
      1. एक गैल्वेनोमीटर मिरर (GM1) द्वारा लेजर से ध्यान हटाने । एक 1:1 दूरबीन प्रणाली द्वारा एक दूसरे गैल्वेनोमीटर मिरर (GM2) के लिए लेजर रिले, और आगे एक 3:1 दूरबीन प्रणाली द्वारा आंख के पुतले को रिले ।
      2. प्रतिदीप्ति संकेतों को प्रतिबिंबित करने के लिए 3:1 टेलीस्कोपिक प्रणाली के भीतर एक dichroic मिरर (DM2) स्थापित करें ।
    4. 3:1 दूरबीन प्रणाली और एक स्वनिर्धारित कबूतर पूंछ स्लाइडर पर dichroic मिरर (DM2) माउंट ऑप्टिकल अक्ष ऑफसेट और तिरछा स्कैनिंग रोशनी बनाने के रूप में 3 चित्रमें दिखाया गया है । एक कैलिपर का उपयोग करने के लिए ठीक ऑफसेट लंबाई के रूप में वांछित नियंत्रित करते हैं ।
    5. प्रतिदीप्ति इमेजिंग ऑप्टिकल पाथ ।
      1. प्रतिदीप्ति को प्रतिबिंबित dichroic मिरर और रिले करने के लिए तीसरे गैल्वेनोमीटर मिरर करने के लिए de-स्कैन धीमी स्कैनिंग ।
      2. एक और 1:1 दूरबीन प्रणाली द्वारा एक इमेजिंग उद्देश्य लेंस को प्रकाश रिले । एक अनुवाद मंच पर ऊपर प्रकाशिकी स्थापित करें ।
        नोट: इमेजिंग के अनुकूलन के लिए स्वतंत्रता के अंशों में अतिरेक प्रदान करने के लिए तृतीय गैल्वेनोमीटर मिरर (GM3) के अंतर्गत दो अतिरिक्त अनुवाद चरण स्थापित किए गए हैं.
    6. एक मंच है कि स्वतंत्रता के तीन डिग्री (रोटेशन, और अनुवाद के दो धुरी) है पर एक अंतिम इमेजिंग प्रणाली माउंट । क्रॉस-अनुभागीय प्रतिदीप्ति छवियों को कैप्चर करने के लिए एक planar कैमरे का उपयोग करें ।
  2. ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी प्रणाली
    1. सिस्टम लेज़र स्रोत के रूप में एक ही supercontinuum लेज़र स्रोत का उपयोग करें ।
      1. एक और dichroic मिरर (DM3) द्वारा शेष प्रकाश (650-2000 एनएम) से निकट अवरक्त (NIR) रेंज (650-900 एनएम) अलग । आगे बैंडविड्थ 800-900 एनएम के लिए सीमा के लिए एक लंबे पास फिल्टर का प्रयोग करें । जोड़ी एक एकल मोड फाइबर में बीम (SMF 2) ।
    2. ब्लू ओस्लो उत्तेजना के साथ गठबंधन करने के लिए दो व्यापक ऑप्टिकल फाइबर युग्मकों के अन्य इनपुट बंदरगाह के लिए एकल मोड फाइबर कनेक्ट. दूसरी फाइबर युग्मक के दूसरे उत्पादन बंदरगाह से अक्टूबर संदर्भ हाथ है, जो एक चर तटस्थ घनत्व फिल्टर (VNDF), फैलाव मुआवजा प्लेटें और एक चिंतनशील दर्पण है प्रकाश प्रत्यक्ष ।
      नोट: प्रकाश संदर्भ हाथ से वापस आ गया और आंख दूसरी ऑप्टिकल फाइबर युग्मक पर फिर से जोड़ती है और अक्टूबर स्पेक्ट्रोमीटर को वितरित करने के लिए संकेत इकट्ठा है ।
  3. डेटा प्राप्ति
    1. LabVIEW में लिखा एक डेटा अधिग्रहण प्रणाली सॉफ्टवेयर का प्रयोग करें और OCTA7,8,9,10के स्कैनिंग प्रोटोकॉल से संशोधित । प्रत्येक बी स्कैन के लिए, एक ८०% शुल्क चक्र ५०० कदम के साथ दांत देखा एक एनालॉग आउटपुट बोर्ड द्वारा आउटपुट है (AO1) एक्स को नियंत्रित करने के लिए ' फास्ट स्कैनिंग मिरर, GM2.
    2. ट्रिगर करने के लिए प्रत्येक चरण में लाइन स्कैन कैमरा केवल जब दर्पण आगे स्कैनिंग दिशा में है OCT के लिए डेटा प्राप्त करने के लिए । लाइन स्कैन कैमरा के लिए जोखिम समय निर्धारित करने के लिए 17 µs ।
    3. OCTA संकेत प्राप्त करने के लिए, माप को एक ही B-स्कैन स्थान पर 5 बार दोहराएँ.
    4. १०० khz पर ए ओ उत्पादन दर निर्धारित करें, और अक्टूबर एक लाइन दर ५० khz पर । नियंत्रण वाई ' धीरे स्कैनिंग दर्पण, GM1, एक रैंप तरंग द्वारा. डी-स्कैनिंग मिरर को सिंक्रनाइज़ करें, GM3, GM1 के साथ-साथ धीमे स्कैनिंग को स्कैन करें.
    5. प्रत्येक ' y स्थान पर एक फ्लोरोसेंट छवि पर कब्जा करने के लिए एक और एनालॉग आउटपुट बोर्ड (AO2) द्वारा planar कैमरा ट्रिगर । फसल इमेजिंग आकार या बिन पड़ोसी पिक्सल के रूप में वांछित गति और संवेदनशीलता को बढ़ाने के लिए ।

2. सिस्टम संरेखण

  1. ओस्लो प्रकाश स्रोत में भट्ठा समायोजित करने के लिए ब्लू उत्तेजना तरंग दैर्ध्य का चयन करें । 475-490 एनएम के आसपास होने के लिए वर्णक्रमीय सीमा की निगरानी करने के लिए एक स्पेक्ट्रोमीटर का प्रयोग करें ।
  2. ~ 5 मिमी द्वारा ऑप्टिकल अक्ष शिफ्ट करने के लिए कबूतर पूंछ माउंट स्लाइडर समायोजित करें । यह ~ १.७ mm द्वारा चूहा पुतली में एक ऑफसेट में परिणाम होगा, रेटिना पर ~ 15 डिग्री का एक टेढ़ा कोण में जिसके परिणामस्वरूप ।
  3. एक ही 5 मिमी द्वारा प्रतिदीप्ति का पता लगाने प्रकाशिकी के अनुवाद चरण को समायोजित करें ।
  4. अंतिम प्रतिदीप्ति इमेजिंग प्रणाली को समायोजित ~ 30 ° हो ।
  5. एक बिजली मीटर का उपयोग ऑप्टिकल बिजली उपाय । सुनिश्चित करें कि ब्लू ओस्लो उत्तेजना पावर ≤ ०.२ मेगावाट और OCT लेजर पावर ≤ ०.८ मेगावाट है, जो रेटिना को नुकसान नहीं होगा ।
    नोट: ANSI मानक के आधार पर, रेटिना के लिए अधिकतम स्वतंत्र एक्सपोजर (MPE) के स्तर पर है ~ 2mW7,दृश्य प्रकाश रेंज में8 . इस फार्मूले के अनुसार लोरी एट अल. 9, के लिए MPE अवरक्त प्रकाश के बारे में दो बार दिखाई प्रकाश की तुलना में अधिक है, के बारे में 4 मेगावाट ।

3. Vivo में पशु प्रयोग

  1. प्रेरण कक्ष में एक 12 हफ्तों के पुरुष लांग इवांस चूहे हस्तांतरण । Anesthetize एक isoflurane vaporizer द्वारा 2 एल/मिनट की एक प्रवाह दर के साथ 10 मिनट के लिए ऑक्सीजन में ४.५% isoflurane के साथ चूहा ।
    1. एक डिजिटल चुटकी के दौरान पलटा वापसी की कमी के द्वारा निर्धारित के रूप में संज्ञाहरण की गहराई की पुष्टि करें ।
  2. प्रेरण के बाद, एक 5-अक्ष पर चूहा प्लेस (एक्स, वाई, जेड अनुवाद, yaw और पिच) धारक । एक गर्म अवस्था के उपयोग के द्वारा पूरक गर्मी प्रदान करते हैं, एक लंबे समय तक प्रयोग में गर्म पानी कंबल या अन्य उपयुक्त विधि घूम । प्रयोग के शेष भाग के दौरान 2 लीटर/मिनट की एक प्रवाह दर के साथ isofluorane के १.५% पर संज्ञाहरण बनाए रखने के । जब सक्रिय निकास के साथ एक प्रेरण चैंबर का उपयोग नहीं, प्रेरण चैंबर एक backdraft या downdraft मेज पर या एक स्नोर्कल के तहत isoflurane को सफाई के लिए रखा जाना चाहिए ।
  3. 2 मिनट के लिए 1% Tropicamide नेत्र समाधान के साथ पुतली का विस्तार । लागू करें ०.५% Tetracaine एचसीएल नेत्र समाधान अतिरिक्त स्थानीय संज्ञाहरण के लिए चूहे की आंख पर, यदि आवश्यक हो । इस प्रयोग के दौरान हर मिनट में एक बार वाणिज्यिक कृत्रिम आंसुओं से moisturized नजर रखें ।
  4. fluorescein नमक सुई (10% डब्ल्यू/डब्ल्यू) या FITC (10% डब्ल्यू/डब्ल्यू) बाँझ खारा में पतला (0.1-0.3 एमएल) एक 1 मिलीलीटर सिरिंज और एक 29G सुई के साथ पूंछ नस के माध्यम से ।
  5. लेज़र स्रोत चालू करें । संरेखण के दौरान नीली बत्ती उत्तेजना को क्षीण करने के लिए एक तटस्थ घनत्व फिल्टर रखें । OCT प्रकाश की शक्ति को मापने के लिए ~ ०.८ मेगावाट, और नीले प्रकाश < 0.01 को मोतियाबिंद के गठन से बचने मेगावाट ।
  6. गैल्वेनोमीटर स्कैनिंग और संरेखण मोड प्रारंभ करें । आंखों की गेंद की ऊंचाई को समायोजित कॉर्निया पर एक स्थिर लेजर स्थान बनाने के लिए । चूहा आंख की स्थिति को समायोजित करने के लिए छात्र के रिम मोटे तौर पर लेजर को सीधा करने के लिए, और आंख के शिखर केंद्र के लिए लेजर ऑफसेट के बारे में ~ १.५ mm ।
  7. इसके अलावा अक्टूबर छवियों इष्टतम गुणवत्ता तक पहुंचने तक पशु धारक समायोजित करें । x ' तेजी से स्कैनिंग दिशा में, सुनिश्चित करें कि क्रॉस-अनुभागीय B-स्कैन छवि फ़्लैट दिखाई देता है । जब ' y धीमी गति से स्कैनिंग दिशा में स्विचन, सुनिश्चित करें कि पार अनुभाग बी स्कैन छवि झुका दिखाई देता है, परोक्ष स्कैनिंग के कारण ।
  8. नीले प्रकाश उत्तेजना के लिए तटस्थ घनत्व फिल्टर निकालें और कैमरे से वास्तविक समय फ़ीड की निगरानी । क्रॉस अनुभागीय फ्लोरोसेंट छवि अलग गहराई में दिखाई दे रक्त वाहिकाओं दिखाना चाहिए दिखाई देते हैं ।
    1. इष्टतम ध्यान तक पहुंचने के लिए अंतिम प्रतिदीप्ति इमेजिंग प्रणाली का ध्यान समायोजित करें । पार्श्व विमान में आंख की स्थिति के ठीक समायोजन करने के लिए इष्टतम ओस्लो छवि गुणवत्ता तक पहुंचने की अनुमति दें ।
  9. संरेखण के बाद, एक साथ OCTA और volumetric fluorescein एंजियोग्राफी (vFA) प्राप्त करने के लिए शुरू करते हैं ।
  10. दोनों OCTA और Matlab द्वारा ओस्लो के लिए volumetric छवियों का निर्माण । एल्गोरिथ्म पहले विवरण10में वर्णित हैं । छवि फॉल्ट द्वारा गहराई से हल रेटिना vasculatures उत्पन्न.
  11. इमेजिंग को पूरा करने के बाद, लेजर बंद, पशु रिलीज और आंखों पर कुछ नेत्र मरहम लागू होते हैं, और फिर एक वसूली बॉक्स में पशु जगह है ।
  12. जब तक वह कठोर recumbency या संस्थागत नीति के अनुसार बनाए रखने के लिए पर्याप्त चेतना फिर से प्राप्त किया है पशु उपेक्षित छोड़ मत करो ।

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Representative Results

चित्रा 4a एक चूहे रेटिना की एक पार अनुभागीय अक्टूबर छवि से पता चलता है । चित्रा 4b -4c एक ही समय में अधिग्रहीत OCTA और ओस्लो vFA की एक ही रेटिना पार अनुभागीय छवियों को दिखाते हैं. ओस्लो-अक्टूबर बी-स्कैन के अनुरूप पार अनुभागीय एफए सक्षम बनाता है । OCTA की तुलना में, ओस्लो vFA पार अनुभागीय छवि स्पष्ट रूप से तंत्रिका फाइबर परत (एनएफएल) और नाड़ीग्रंथि सेल परत (GCL), और बाहरी plexiform परत (OPL) में केशिकाओं में जहाजों की पहचान करता है । फिगर 4d और 4जी OCTA और ओस्लो vFA इमेज की सतही परत दिखाते हैं । OCTA के विपरीत, ओस्लो vFA छवि (चित्रा 4g) प्रतिदीप्ति उत्सर्जन कंट्रास्ट का उपयोग करके गति कलाकृतियों ( चित्रा 4dमें ऊर्ध्वाधर धारियों) से बचा जाता है । द्वारा ओस्लो vFA (चित्रा 4e) और OCTA (चित्रा 4h) रेटिना मध्यवर्ती परत के भीतर छवियों की तुलना, खड़ी डाइविंग जहाजों स्पष्ट रूप से ओस्लो एफए छवि में दिखाया गया है लेकिन OCTA में स्पष्ट नहीं है । यह संभवतः है क्योंकि रक्त प्रवाह की गति या पोत अभिविंयास OCTA संकेत लेकिन नहीं ओस्लो प्रतिदीप्ति विपरीत प्रभावित करेगा ।

चित्रा 4f और 4i गहरी केशिका जाल परत के भीतर छवियों को दिखाते हैं । क्षेत्रों ओस्लो vFA में नीले तीर से बताया vasculature में OCTA की तुलना में एक बेहतर विपरीत है । venule का आकार ओस्लो में सफेद तीर से बाहर बताया OCTA में उस से भी बड़ा है । कुल मिलाकर, ओस्लो vFA छवि वास्तविक संवहनी आकृति विज्ञान OCTA से अधिक सही जैसा दिखता है, क्योंकि यह रक्त प्रवाह की गति या पोत अभिविंयास पर निर्भर नहीं है । एक एन चेहरा मक्खी के माध्यम से दो एक साथ प्राप्त volumetric ओस्लो और OCTA से सेट डेटा वीडियो 1में दिखाया गया है ।

Figure 1
चित्र 1. प्रणाली योजनाबद्ध । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2. दो कैस्केडिंग फाइबर युग्मकों की तस्वीर है कि सीधे ओस्लो और OCT प्रकाश । लाइट दर्रे के मार्गों को लेबल कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3. परोक्ष रोशनी के लिए कबूतर पूंछ माउंट के सेटअप । (क) टेढ़ी दीप्ति भाग के लिए ठोस कार्य मॉडल. (बी-सी) ज़ूम-देखने में, और कबूतर पूंछ माउंट के अलग दृश्य । (घ) परोक्ष दीप्ति भाग के लिए वास्तविक सेटअप की फोटोग्राफी । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4. एक ही समय में ओस्लो और OCTA द्वारा अधिग्रहीत चूहे रेटिना छवि । (क) अक्टूबर (ख) OCTA और (ग) ओस्लो एफए के पार अनुभागीय छवि का उदाहरण । पैनलों (घ) और (छ) दिखाएं एन चेहरा अक्टूबर और सतही परत से ओस्लो एफए छवियां । OCTA छवि में गति कलाकृतियों लाल तीर से बताया गया था । पैनल (ई) और (एच) मध्यवर्ती परत से परिणाम दिखाएँ. स्थानों जहां जहाजों अगले परत में नीचे गोता पीले तीर है, जो OCTA से ओस्लो एफए पर स्पष्ट कर रहे है द्वारा बताया गया । पैनलों (f) और (i) गहरी केशिका जाल परत से परिणाम दिखाएँ. ओस्लो के विपरीत क्षेत्र में OCTA से बेहतर है नीले तीर से कहा । venule का आकार ओस्लो में सफेद तीर से बाहर बताया OCTA में उस से भी बड़ा है । इस आंकड़े में सलाखों के २०० µm है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

यहां, हम ओस्लो, 30 डिग्री से अधिक एक FOV के साथ vivo volumetric फ्लोरोसेंट रेटिना इमेजिंग तकनीक में एक का वर्णन किया है । oct, नेत्र विज्ञान में देखभाल इमेजिंग विधि के एक मौजूदा मानक की तुलना में, ओस्लो एक समान 3d इमेजिंग क्षमता प्रदान करता है अभी तक प्रतिदीप्ति इसके विपरीत है कि अक्टूबर के प्रति संवेदनशील नहीं है की अनुमति देता है । ओस्लो का लाभ यह है कि यह केवल एक रैस्टर स्कैन की आवश्यकता है, और इस तरह अक्टूबर के निर्बाध संयोजन, संरचनात्मक और फ्लोरोसेंट volumetric इमेजिंग के लिए दो पूरक तकनीक प्रदान करने की अनुमति देता है ।

इस प्रोटोकॉल में, अच्छी छवि गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण बिंदु चूहे आंख की स्पष्टता है । यदि ओस्लो छवि अस्पष्ट है, जांच करें कि क्या वहां मोतियाबिंद गठन है । ऐसे ketamine/xylazine संज्ञाहरण, कॉर्निया सुखाने के रूप में कई कारकों, और अधिक नीली रोशनी के लिए जोखिम मोतियाबिंद है, जो काफी छवि गुणवत्ता खराब होगा के गठन का कारण होगा । मोतियाबिंद को रोकने के लिए, अधिक से अधिक 2 मिनट के लिए नीली बत्ती के लिए सतत जोखिम से बचें; कॉर्निया सुखाने को रोकने के लिए हर मिनट में एक बार कृत्रिम आँख से आंसू करें; और आंख प्रकाश को अवरुद्ध करके इमेजिंग वर्गों के बीच कम से कम 30 सेकंड आराम करने के लिए अनुमति देते हैं ।

हम कल्पना है कि ओस्लो काफी प्रतिदीप्ति इमेजिंग के नैदानिक अभ्यास प्रभाव कर सकते हैं । हमें पता चला है कि गहराई को हल करने की शक्ति को प्रभावी ढंग से बाहरी रेटिना से संकेत को खत्म कर सकते हैं, उच्च विपरीत volumetric एफए छवियों एकल केशिका स्तर है, जो पारंपरिक SLO के साथ unobtain है उपज । नाटकीय रूप से बेहतर छवि स्पष्टता और अधिक संवेदनशील का पता लगाने और रक्त रेटिना बाधा व्यवधान और रेटिना केशिका रिसाव के ठहराव के लिए अनुमति देते हैं, दृष्टि की पहचान-डॉ और अन्य chorioretinal संवहनी में धब्बेदार शोफ की धमकी रोगों.

वर्तमान प्रणाली में, सीसीडी कैमरे की गति 20 फ्रेम प्रति सेकंड है, जो > 25 सेकंड अधिग्रहण बार की ओर जाता है । एक वैज्ञानिक CMOS कैमरा नाटकीय रूप से प्रणाली की गति में सुधार होगा । प्रतिदीप्ति पता लगाने के एक अलग ऑप्टिकल पथ रोशन से अलग है । यह प्रणाली को सरल अगर रोशनी और भविष्य के डिजाइन में पता लगाने के लिए एक ही ऑप्टिकल पथ का उपयोग करेंगे । सारांश में, volumetric रेटिना इमेजिंग के लिए एक उपंयास multimodal मंच, अर्थात् परोक्ष स्कैनिंग लेजर ophthalmoscopy (ओस्लो), प्रस्तुत किया गया । एक 30 से अधिक vivo इमेजिंग में FOV चूहा रेटिना के कोण को देखने के लिए ओस्लो और एक साथ ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT) का उपयोग कर प्रदर्शन किया गया ।

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Disclosures

जी यी ओस्लो के लिए एक लंबित पेटेंट रखती है । अंय लेखक (ओं) कोई प्रतिस्पर्धा वित्तीय हितों की घोषणा ।

Acknowledgments

वित्त पोषण इवांस चिकित्सा फाउंडेशन बोस्टन चिकित्सा केंद्र से धन के रूप में के रूप में अच्छी तरह से NIH 5R01CA183101, बु-CTSI पायलट अनुदान 1UL1TR001430, बु-Joslin पायलट कार्यक्रम, और बु-CTSI KL2TR001411 से एक उप अनुबंध से है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Supercontinuum Laser Source NKT Photonics SuperK EXTREME EXU-OCT6
Dichroic Mirror (DM1) Thorlabs DMLP650R
Dichroic Mirror (DM2) Chroma ZT514/1064rpc
Dichroic Mirror (DM3) Thorlabs DMLP900R
Single Mode Fiber (SMF 1) Thorlabs P3-460B-FC-2
Single Mode Fiber (SMF 2) Thorlabs P3-780A-FC-2
Optic Fiber Coupler Thorlabs TW850R5A2
1:1 Telescope System Thorlabs AC254-100-A×2
3:1 Telescope System Thorlabs AC254-150-A×2
3:1 Telescope System Thorlabs AC254-50-A×2
Galvo Mirrors (GM1,GM2) Thorlabs GVS201×2
De-sacn Galvo Mirrors (GM3) Thorlabs GVS011
Objective Lens Olympus UplanSApo 20×/0.75
Final imaging system Olympus UplanFL N 10×/0.3
Final imaging system Computar 12-36mm/1:2.8
Camera PCO Pco.pixelfly usb
Filter Thorlabs FEL0800
Mounted Continuously Variable ND Filter Thorlabs NDC-50C-4M-A
Line Scan Camera Thorlabs SPL2048-140K
Analog Output Board (AO1) National Instrument PCI-6731
Analog Output Board (AO2) National Instrument PCIe-6351
Long pass filter Thorlabs FEL0800

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Webb, R. H., Hughes, G. W., Delori, F. C. Confocal scanning laser ophthalmoscope. Applied Optics. 26 (8), 1492-1499 (1987).
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इंजीनियरिंग अंक १३८ परोक्ष स्कैनिंग लेजर ophthalmoscopy multimodal volumetric रेटिना इमेजिंग
Multimodal Volumetric रेटिना इमेजिंग द्वारा टेढ़ा स्कैनिंग लेजर Ophthalmoscopy (ओस्लो) और ऑप्टिकल जुटना टोमोग्राफी (OCT)
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Song, W., Zhou, L., Yi, J.… More

Song, W., Zhou, L., Yi, J. Multimodal Volumetric Retinal Imaging by Oblique Scanning Laser Ophthalmoscopy (oSLO) and Optical Coherence Tomography (OCT). J. Vis. Exp. (138), e57814, doi:10.3791/57814 (2018).

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