Optik Koherens Tomografi Kullanılarak Kemirgen Modellerinde Oküler Hastalığın İn vivo Yapısal Değerlendirmeleri
24 Temmuz 2020
Burada, retinal dejenerasyon, glokom, diyabetik retinopati ve miyopi modellerinde retinal ve oküler yapıları in vivo olarak görselleştirmek için spektral-alan optik koherens tomografinin (SD-OCT) kullanımını açıklamaktayız.
Spektral alan optik koherens tomografi, oküler yapıların in vivo olarak görüntülenmesi ve çeşitli göz hastalığı modellerinde zaman içinde oküler boyutlardaki değişikliklerin izlenmesi için değerli bir araçtır. Diyabetik retinopatide retina dejenerasyonu modellerinde retina kalınlığını, glokom modelinde retina kalınlığı ve çukurluğunu, miyopi modelinde ise aksiyel uzunluğu ölçmek için SDOCT kullanıyoruz. SDOCT tekniği basittir, ancak iyi görüntüler elde etmek için pratik yapmak çok önemlidir.
Ve farklı protokollerle denemeler yapmak, hangi protokolün her bir araştırma ihtiyacına en uygun olduğunu belirlemek için önemlidir. Prosedürü göstermek, Görsel ve Nörobilişsel Rehabilitasyon Merkezi'nden baş araştırmacı Andrew Feola olacak. Spektral alan optik koherens tomografi yazılımını açarak ve edinim çalışması ve tedavi kolu bilgilerini girerek başlayın.
Hasta Muayenesi sekmesi altında, test denetçisine tıklayın ve sınav görevlisinin adını seçin. Etüdü tanımlamak için Etüt Adı'na tıklayın ve yeni bir etüt eklemek veya mevcut bir etütteki tedavileri değiştirmek için Etüt sekmesini açın. Bir tedavi kolu seçmek için Tedavi Kolu Seç'in sağına tıklayın.
Tüm grup için yeni bir zaman noktası eklemek üzere Hasta Ekle'yi tıklatın. Pencerede kimlik numarasını, adı ve soyadı girin. Hastanın cinsiyetini ve doğum tarihini seçin.
Fareleri tek tek eklemek için Sınav Ekle'ye tıklayın. Fareleri tanımlamak için bir sınava tıklayın ve Sınavı Düzenle'ye tıklayın. Kimlik numarasını Not Gir kutusuna girin ve Değişiklikleri Kaydet'e tıklayın.
Ardından, uygun lensi cihaza takın. Yazılımda ilgili konfigürasyonu seçin ve ilgili referans kolu konumunu çevirin. Hasta Muayenesi sekmesi altında, Görüntüleme sekmesine ilerlemek ve görüntülemeye başlamak için vurgulanan muayeneye çift tıklayın.
Önceden ayarlanmış bir tarama protokolü yüklemek için, listeden bir protokol seç'i tıklatın. Glokom ve diyabetik retinopatinin sıçan modelleri için, sağ ve sol göz taramaları için sırasıyla iki OD ve iki işletim sisteminden oluşan bir ön ayar seçin. Anestezi uygulanmış fareyi bir kemirgen hizalama sistemine yerleştirdikten sonra, hayvanın gözlerine kayganlaştırıcı sürün.
Görüntülemeden hemen önce, fazla salini uzaklaştırmak için hassas bir görev mendili kullanın ve fareyi bakış yatay olacak şekilde konumlandırmak ve optik koherens tomografi merceğinin eksenine bakmak için kemirgen hizalama sisteminin iki dönme hareketini kullanın. Veri toplama için retinayı yönlendirmek için Serbest Çalışma modunu kullanın. Ardından, hem yatay hem de dikey B taramalarının gerçek zamanlı olarak sürekli görüntülenmesi için Aim modunu kullanın.
Retina görünene kadar tarama kafasını göze yaklaştırın ve optik sinir başı merkezde görünene kadar hayvan konumunu ayarlamak için kemirgen hizalama sistemini kullanın. Yatay taramayı yatay ve dikey taramayı dikey yapın. Çalışma mesafesini, retina görüntüsü düz ve kavisli olmayacak şekilde ayarlayın ve görüntüyü ekran penceresinin üst kısmına yakın tutmak için referans kolu konumunu ayarlayın.
Glokom, retina dejenerasyonu ve diyabetik retinopati modellerinin retinal görüntülemesi için, ortalama almak için 1.000 A tarama ile 100 B taraması ile 1 tekrarlanan B taramasından oluşan üç ila üç milimetre hacimli bir tarama tanımlayın. Optik siniri yatay ve dikey eksende ortalayın, böylece hacim taraması merkezde nazal, geçici ve üst, alt eksenler boyunca düz bir şekilde olur. Fotoğraf çekmek için Anlık Görüntü'ye tıklayın ve görüntüyü kaydetmek için Kaydet'e tıklayın.
Optik sinir başında merkezlenmiş bir radyal tarama elde edin, bu da 1.000 A tarama, 4 B taraması ile 20 tekrarlanan B taraması ile taranır. Ayrıca, veri analizi sırasında göz bölgelerinin veya retina katmanlarının yorumlanmasını kolaylaştırmak için gözün veya retinanın görüntü netliğini artırmak için tekrarlanan B taramalarını kullanın. Ardından görüntüyü kaydedin ve karşı göz taramasını tekrarlayın.
Görüntülerin sonradan işlenmesi için uygun matematiksel modelleme yazılım programını açın. Retinayı işlemek için, yüklenecek optik koherens tomografi taramalarını seçin ve optik sinir başının merkezini tanımlamak için tıklayın. Program, optik sinir başının her iki tarafındaki mesafeleri tanımlayan dikey çizgiler oluşturacaktır.
Sıçan retinasında, bu çizgiler optik sinir başının merkezinden 0.5 ve 1.2 milimetre uzaklıktadır ve şu anda analiz edilen radyal B taramasına bağlı olarak gözün burun, temporal ve aşağı, üst eksenlerini temsil eden toplam dört dikey çizgi vardır. Her çizgi boyunca, retina sinir lifi tabakasını, iç pleksiform tabakayı, iç nükleer tabakayı, dış pleksiform tabakayı, dış nükleer tabakayı, dış sınırlayıcı membranı, iç ve dış segmentleri, retina pigment epitelini ve toplam retina kalınlığını tanımlayın. Tüm katmanlar tanımlandığında, veri analizi için ölçümleri bir elektronik tabloya aktarın.
Temsili spektral alan optik koherens tomografi görüntüleri, hasarsız kontrol farelerine kıyasla ışığa bağlı retina dejenerasyonu BALB/c farelerinden retinalarda fotoreseptör hücre gövdelerini içeren daha ince bir dış nükleer tabakayı ortaya çıkarır. Retina tabakası kalınlığı ölçüldükten sonra, toplam retina kalınlığı, dış nükleer tabaka kalınlığı ve iç ve dış segment kalınlığı için hasarsız ve ışığa bağlı retina dejenerasyonu fareleri arasında önemli bir fark gözlenir. Oküler hipertansiyon modelinde, sekiz hafta sonra optik sinir çukurluğu da dahil olmak üzere optik sinir başında belirgin bir yeniden şekillenme gözlenir.
Sekiz haftalık oküler hipertansiyondan sonra retina sinir lifi tabakası kalınlığının ölçülmesi, temel ölçümlere kıyasla önemli bir incelme olduğunu ortaya koymaktadır. Diyabetik sıçan modelinden ve Wistar kontrol hayvanlarından retinaların görüntülenmesi, altı haftalıkken, periferik retinadaki Wistar sıçanlarına kıyasla diyabetik sıçanlarda retina sinir lifi tabakasının ve toplam retina kalınlığının azaldığını ve en büyük farklılıkların retinanın alt ve temporal kadranlarında gözlendiğini ortaya koymaktadır. Miyopi olan bir fare modelinde gözün eksenel uzunluğu, 84 günlükken vahşi tip gözlerde gözlenenden gözle görülür şekilde daha uzundur.
Bu miyop göz verileri, saat geni olmayan bir fareden alınmıştır ve bu da saat genlerinin miyopi gelişimine katkıda bulunduğunu düşündürmektedir. SDOCT ile oküler yapıların ölçümü, birçok göz hastalığı modelinde zaman içindeki ince değişiklikleri tespit etmek için elektroretinogram ve optomotor yanıt gibi diğer testlerle birlikte kullanılabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu makale, retinal ve oküler yapıların in vivo görüntülemesi için spektral alan optik koherens tomografisinin (SD-OCT) uygulanmasını tartışmaktadır. Teknikle ilgili olarak; retinal dejenerasyon ve glokom dahil olmak üzere çeşitli göz hastalığı modellerindeki faydaları vurgulanmaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Oftalmoloji
- Nörobilim
- Görüntüleme Teknikleri
Arka Plan
- SD-OCT, invaziv olmayan bir görüntüleme yöntemidir.
- Oküler yapıların gerçek zamanlı olarak görselleştirilmesine olanak tanır.
- Bu teknik, göz hastalıklarının izlenmesi için kritik öneme sahiptir.
- Çeşitli araştırma uygulamaları için farklı protokoller gerekebilir.
Çalışmanın Amacı
- Göz hastalığı modellerinde SD-OCT kullanımını göstermek.
- Diyabetik retinopatide retinal kalınlığı ölçmek.
- Glokom ve miyopi modellerindeki değişiklikleri değerlendirmek.
Kullanılan Yöntemler
- Spektral alan optik koherens tomografisinin kullanımı.
- Retinal kalınlık ve çukurlaşmanın ölçümü.
- Miyopi modellerinde aksiyel uzunluğun takibi.
- Çeşitli görüntüleme protokollerinin uygulanması.
Temel Sonuçlar
- Retinal yapıların in vivo başarılı şekilde görüntülenmesi.
- Oküler değişikliklerin zaman içindeki etkili takibi.
- Protokol optimizasyonunun öneminin kanıtlanması.
- Göz hastalıklarının ilerleyişine dair içgörüler sağlanması.
Sonuçlar
- SD-OCT, oküler araştırmalar için değerli bir araçtır.
- Retinal hastalıkların anlaşılmasını geliştirir.
- İleri çalışmalar görüntüleme tekniklerini geliştirebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulanabilirlik Özeti
Spektral alan optik koherens tomografisi (SD-OCT) kullanılarak oküler hastalıkların in vivo yapısal değerlendirmesi, kemirgen modellerde retina ve optik sinir değişimlerinin zaman içindeki kantitatif takibine olanak tanır. Bu non-invaziv görüntüleme yaklaşımı, hastalık progresyonu ile korele olan boylamsal ve tabaka spesifik kalınlık ölçümleri sağlayarak mekanistik risk azaltımını destekler. Yöntem, oftalmik terapötikler için hedef doğrulama ve preklinik model seçimindeki öngörü güvenilirliğini artırır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Degenerasyon modellerinde retinal tabaka incelmesini nicelleştirerek terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Glokom ve diyabetik retinopati modellerinde fonksiyonel hedef doğrulaması için tekrarlanabilir, boylamsal veriler sağlar.
- Öngörücü Değer: Dış nükleer tabaka incelmesi ve optik sinir çukuraşması gibi yapısal sonlanım noktalarının objektif ölçümü yoluyla portföy önceliklendirmesini destekler.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Hastalık modellerindeki analiz hazırlığı için retinal tabakaların standartlaştırılmış, yüksek çözünürlüklü görüntülerini sunar.
- Operasyonel Değer: Optik sinir başı merkezli radyal ve hacimsel taramalar aracılığıyla protokol optimizasyonunu ve gözler arası karşılaştırmayı kolaylaştırır.
- Ölçeklenebilirlik: Tutarlı edinme parametreleri ile kontralateral gözlerin hızlıca taranmasına ve tekrarlanan zaman noktalarının değerlendirilmesine olanak tanır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Translasyonal Süreklilik: Diyabetik kemirgen ve miyopi modellerinde hastalıkla ilişkili yapısal değişiklikleri izleyerek, keşif aşamasını preklinik doğrulamaya bağlar.
- Mekanistik Risk Azaltma: Risk ayarlı ilerleme kararlarını desteklemek için retinal sinir lifi tabakası ve toplam retinal kalınlık kaybını nicelleştirir.
- Öngörücü Güven: Çok parametreli hastalık modellemesi için yapısal sonuçları, elektroretinogram gibi fonksiyonel analizlerle uyumlu hale getirir.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
SD-OCT, ölçülebilir ve tekrarlanabilir oküler fenotipleme sağlayarak, erken hedeflemeden öncü bileşiklerin tanımlanmasına ve preklinik etkinlik testlerine kadar uzanan keşif sürekliliğine entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Hastalık modellerinde tabakaya özgü kalınlık ölçümleri aracılığıyla hipotez testlerini ve yolak açıklığa kavuşturma süreçlerini destekler.
- Tarama: Tanımlanmış tarama protokolleri ve otomatik kalınlık ölçümleri ile analiz standardizasyonunu ve tekrarlanabilirliği sağlar.
- Analitik: Gruplar arası istatistiksel karşılaştırma için kantitatif okumalar (ör. retinal sinir lifi tabakası, dış nükleer tabaka kalınlığı) üretir.
- Translasyonel Araştırma: Yapısal değişiklikleri fonksiyonel sonuçlarla ilişkilendirerek preklinik çalışmalarda biyobelirteç uyumunu destekler.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Minimum protokol adaptasyonu ile birden fazla oküler hastalık modelinde yeniden kullanılabilir bir görüntüleme platformu olarak işlev görür.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Öngörü güveni, hedef doğrulaması, oküler hastalık modellerinde mekanistik belirsizliğin azaltılması.
- Operasyonel Değer: Laboratuvarlar arası in vivo oküler görüntülemenin standardizasyonu, tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirliği.
- Stratejik Değer: Oftalmik programlarda daha iyi devam/dur kararları, sermaye verimliliği ve geç aşama biyolojik risklerin azaltılması.
- Portföy Etkisi: Boylamsal yapısal son noktalar üzerinden riskle uyumlu önceliklendirme ve ilerletme kararları.
Uygulama Hususları
- Tutarlı görüntü elde etmek için oküler anatomi, görüntüleme yazılımı ve kemirgenle çalışma konularında uzmanlık gereklidir.
- Enstrümantasyon; spektral alan OCT sistemi, kemirgen hizalama düzeneği ve uygun oküler lensleri içerir.
- Ekipler arası standardizasyon; tarama parametreleri, görüntü işleme ve katman sınırlandırması için protokol uyumlaştırması gerektirir.
- Adaptasyon değerlendirmeleri; miyopi modellerinde aksiyel uzunluk, dejenerasyon modellerinde ise retinal kalınlık için modele özgü düzenlemeleri içerir.
- Pratik kısıtlamalar arasında anestezi ihtiyacı, potansiyel hareket artefaktları ve optimal görüntü kalitesi için gereken öğrenme süreci yer almaktadır.
