Eğik tarama Lazer Ophthalmoscopy (oSLO) ve optik koherens tomografi (OCT) tarafından Multimodal hacimsel Retina Görüntüleme

Burada, bir roman görüntüleme multimodal platformu kullanarak bir geniş görüş alanı (FOV) üç boyutlu (3D) floresan ve OCT Retina görüntü almak için bir iletişim kuralı mevcut. Sistem Kurulumu, hizalama yöntemi ve operasyonel iletişim kurallarını tanıtacak. Vivo görüntüleme gösterilecektir ve temsilcisi sonuçları sağlanacaktır.

Bu yöntem, oftalmoloji ve retina görüntüleme alanındaki önemli soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Kan-retina bariyeri bozulmasının ve retina kılcal damar fonksiyonlarının görüntülenmesi ve miktarının belirlenmesi gibi. Bu tekniğin en büyük avantajı, tek bir raster taramada eğik tarama lazeri kullanarak geniş görüş alanlı, üç boyutlu, çok kontrastlı retinal görüntüleme elde edebilmesidir.

Bu tekniğin etkileri, diyabetik retinopati ve diğer preretinal hastalıkların teşhisine kadar uzanır. Çünkü oSLO, retina mikrovaskülatürünün yüksek kontrastlı görüntülerini, tek kılcal damarlara kadar 3D olarak elde edebilir. Bu yöntem retina görüntüleme hakkında bilgi verebilse de, geleneksel objektif lens kullanan diğer görüntüleme sistemlerine de uygulanabilir.

Fare korteksinin in vivo görüntülenmesi gibi. Eğik taramalı lazer oftalmoskopi veya oSLO kurulumu için sistem lazer kaynağı olarak bir süper sürekli lazer kaynağı kullanılır. Görünür ışık aralığı, ilk dikroik ayna ile daha yüksek dalga boyu aralığından ayrılır.

Işık spektrumu, ışın bir polarizasyon ışını ayırıcısından geçtikten sonra bir çift dağıtıcı prizma ile genişletilir. Uyarma dalga boyu aralığını seçmek için bir yarık kullanılır. Ve yansıtıcı bir ayna, ışığı tek modlu bir fibere bağlamak için filtrelenmiş ışını prizma çiftine geri yansıtır.

Tek modlu fiberin çıkışındaki dalga boyu seçimini doğrulamak için bir spektrometre kullanılır. Tek modlu fiber, iki kademeli fiber optik kuplöre bağlanır. İkinci fiber kuplörden gelen fiber çıkış portlarından biri, ışığı oSLO sistemine iletir.

Lazeri oSLO sisteminde kolime etmek için, lazer bir galvanometre aynası tarafından saptırılır. Bire bir teleskop sistemi, lazeri ikinci bir galvanometre aynasına iletir ve üçe bir teleskop sistemi, lazeri göz bebeğine daha fazla iletir. Üçe bir teleskop sistemi içindeki dikroik bir ayna, floresan sinyallerini yansıtır.

Üçe bir teleskop sistemi ve dikroik ayna, optik ekseni dengelemek ve eğik tarama aydınlatmasını oluşturmak için özelleştirilmiş bir kırlangıç kuyruğu kaydırıcısına monte edilmiştir. Eğik aydınlatma, kesitlere ihtiyaç duymadan hacimsel floresan görüntülemeye izin verir. Lazeri kaydırarak, eğik bir ışın retinaya odaklanır ve ardından eğik algılama, eğik ışın yolu boyunca bir tomografik floresan görüntüsü yakalayabilir.

Floresan görüntüleme optik yolunu oluşturmak için, floresan dikroik ayna tarafından yansıtılır ve üçüncü galvanometre aynasına iletilir. Floresan ışık daha sonra başka bir bire bir teleskop sistemi tarafından bir görüntüleme objektif merceğine iletilir. Görüntüyü optimize etmek için serbestlik derecelerinde yedeklilik sağlamak için üçüncü galvanometre aynasının altına iki ek çeviri aşaması yerleştirilmiştir.

Son görüntüleme sistemi, üç serbestlik derecesine sahip bir sahneye monte edilir. Döndürme ve iki çeviri ekseni. Kesitsel floresan görüntülerini yakalamak için düzlemsel bir kamera kullanılır.

Başka bir dikroik ayna, arka kızılötesi aralığı kalan ışıktan ayırır. Bant genişliğini 800 ila 900 nanometre ile sınırlamak için uzun geçiren bir filtre kullanılır. Işını tek modlu bir fibere birleştirin.

Tek modlu fiber, mavi oSLO uyarımı ile birleştirmek için iki kademeli fiber optik kuplörün diğer giriş portuna bağlanır. İkinci fiber kuplörün ikinci çıkış portundan gelen ışık, OCT referans koluna yönlendirilir. Dispersiyon kompanzasyon plakalarına, değişken nötr yoğunluk filtresine ve yansıtıcı bir aynaya sahiptir.

Referans kolundan ve gözden gelen ışık, ikinci fiber optik kuplörde yeniden birleşir ve sinyali toplamak için OCT spektrometresine iletilir. Labview'da yazılmış ve tarama OCTA tarama protokolünden değiştirilmiş bir veri toplama sistemi yazılımı kullanın. Her b-taraması için, x-prime hızlı tarama aynasını kontrol etmek için bir analog çıkış kartı tarafından 500 adımlı %80 görev döngülü bir testere dişi çıkışı yapılır.

OCT için veri almak üzere her adımda çizgi tarama kamerasını, yalnızca ayna ileri tarama yönündeyken tetikleyin. Çizgi tarama kamerasının pozlama süresini 17 mikrosaniye olarak ayarlayın. OCTA sinyalini elde etmek için, ölçümü aynı b-tarama konumunda beş kez tekrarlayın.

AO çıkış hızını 100 kilohertz'e ve OCT A-line hızını 50 kilohertz'e ayarlayın. Y-prime yavaş tarama aynasını, GM1'i rampalı bir dalga formu ile kontrol edin. Yavaş taramayı gidermek için tarama çözme aynasını (GM3) GM1 ile senkronize edin.

Her y-prime konumunda bir floresan görüntü yakalamak için düzlemsel kamerayı başka bir analog çıkış kartıyla tetikleyin. Hızı ve hassasiyeti istediğiniz gibi artırmak için görüntüleme boyutunu kırpın veya komşu pikselleri birleştirin. Bir intradigital tutam sırasında geri çekilme refleksi eksikliği ile sıçanda uygun bir anestezi seviyesini onaylayarak başlayın.

Anestezi indüksiyonundan sonra, fareyi bir tutucuya yerleştirin. Deneyin geri kalanında anesteziyi korumak için bir burun konisi takın. Lokal anestezi için farenin gözüne 5 tetrakain hidroklorür oftalmik solüsyon uygulayın.

Daha sonra öğrenciyi% 1 tropikamid oftalmik solüsyon ile genişletin. İki dakikalık dilatasyondan sonra, kuyruk damarından salin içinde seyreltilmiş %10 floresein veya %10 FITC enjekte etmek için bir mililitrelik bir şırınga ve 29 gauge iğne kullanın. Ardından lazer kaynağını açın ve hizalama sırasında mavi ışık uyarımını azaltmak için nötr bir yoğunluk filtresi yerleştirin.

Mavi ışığın gücünü ölçün ve 10 mikrowatt'tan az olduğundan emin olun. Ardından, 8 miliwatt'a yakın olduğundan emin olarak optik koherens tomografi ışığına geçin. Lazerin yönünü kontrol etmek için kullanılan galvanometre aynasına giden güç kaynağını açın.

Kornea üzerinde sabit bir lazer noktası oluşturmak için göz küresinin yüksekliğini ayarlayın. Göz bebeğinin kenarını lazere kabaca dik yapacak şekilde göz konumunu ayarlayın. Ve lazeri gözün apikal merkezinden yaklaşık 1,5 milimetreye kaydırın.

Optik koherens tomografi görüntüleri optimum kaliteye ulaşana kadar hayvan tutucuyu daha fazla ayarlayın. X-prime hızlı tarama yönünde, kesitsel b-scan görüntüsünün düz göründüğünden emin olun. Y-prime yavaş tarama yönüne geçerken, eğik tarama nedeniyle enine kesit b-tarama görüntüsünün eğik göründüğünden emin olun.

Nötr yoğunluk filtresini mavi ışık uyarımına çıkarın. Ve kameradan gelen gerçek zamanlı beslemeyi izleyin. Farklı derinliklerdeki kan damarlarını gösteren kesitsel bir floresan görüntü görünmelidir.

En uygun odağa ulaşmak için son floresan görüntüleme sisteminin odağını ayarlayın. Ve optimum eğik taramalı lazer oftalmoskopi görüntü kalitesine ulaşmak için yanal düzlemde göz pozisyonunda ince ayarlamalar yapın. Hizalamadan sonra, eşzamanlı optik koherens tomografi anjiyografi ve volumetrik floresein anjiyografi almaya başlayın.

Bu görüntü, bir sıçan retinasının kesitsel optik koherens tomografi görüntüsünü göstermektedir. Bu, aynı bölgenin optik koherens tomografi anjiyografisi veya OCTA görüntüsüdür. Ve eğik taramalı lazer oftalmoskopi ve hacimsel floresein anjiyografi görüntüsü, kesitsel floresein anjiyografi veya oSLO-VFA.

Optik koherens tomografi b-taramasına benzer. OCTA ile karşılaştırıldığında, eğik taramalı lazer oftalmoskopi ve volumetrik floresein anjiyografi kesitsel görüntüsü, dış pleksiform tabakadaki kılcal damarları net bir şekilde tanımlar. Retinanın yüzeysel tabakası burada bir OCTA görüntüsünde gösterilmektedir.

Görüntüde dikey çizgiler şeklindeki yapaylıklar görülebilir. oSLO-VFA, floresan emisyon kontrastını kullanarak hareket artefaktlarını önler. Retinal ara tabaka içinde, dikey olarak dalan damarlar oSLO FA görüntüsünde açıkça gösterilmiştir.

Ancak OCTA'da belirgin değil. Bu prosedürü denerken, göze iki dakikadan fazla sürekli lazer maruziyetinden kaçınmak önemlidir. Kornea kurumasından kaçının ve ışığı engelleyerek görüntüleme bölümleri arasında gözün en az 30 saniye dinlenmesine izin verin.

Bu prosedürü takiben, ek soruları yanıtlamak için floresan proteinlerini eksprese etmek için genetik olarak değiştirilmiş farelerin görüntülenmesi gibi diğer yöntemler de gerçekleştirilebilir. Spesifik retinal hücre tiplerinin nasıl değişebileceği ve bilinen hastalıklarla görülen değişkenlerin çekilmesi gibi.