研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單而快速的方法來(lái)進(jìn)行視光成像，這是一種成像技術(shù)，可以測(cè)量眼睛視網(wǎng)膜中光誘導(dǎo)的功能活動(dòng)，這是我們眼睛后部負(fù)責(zé)檢測(cè)光和啟動(dòng)視覺(jué)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。在，超過(guò) 50% 的 60 歲以上的人受到黃斑變性和糖尿病視網(wǎng)膜病變等視網(wǎng)膜疾病的影響。這些疾病以降低視力的方式影響視網(wǎng)膜的功能，如果不加以治療，可能會(huì)導(dǎo)致失明。新方法可以幫助加速開(kāi)發(fā)治療眼病的新療法。
加州大學(xué)戴維斯分校的研究小組負(fù)責(zé)人 Ravi Jonnal 說(shuō)：“光成像通常使用非常昂貴的設(shè)備，需要多名專家進(jìn)行操作，同時(shí)還產(chǎn)生需要大量計(jì)算資源的大量數(shù)據(jù)。” “我們?cè)O(shè)計(jì)了一種更便宜、更快捷的方法。”
Jonnal 及其同事在Optica中報(bào)告了他們稱之為基于速度的視網(wǎng)膜光成像的新方法。他們還展示了該方法測(cè)量三名健康受試者視網(wǎng)膜反應(yīng)的能力。
“雖然基于速度的視光成像可能為臨床醫(yī)生提供有關(guān)視網(wǎng)膜功能喪失的更準(zhǔn)確和更早的信息，但它的第一個(gè)真正影響更有可能是加快視網(wǎng)膜疾病新療法的臨床試驗(yàn)，”Jonnal 說(shuō)，他進(jìn)行了一些研究。作為印第安納大學(xué)唐米勒實(shí)驗(yàn)室的博士生，首次進(jìn)行了視網(wǎng)膜光成像測(cè)量。“如果我們能夠比視力表等傳統(tǒng)測(cè)試更快地檢測(cè)出視網(wǎng)膜功能是好轉(zhuǎn)還是惡化，這將大大加速治療的發(fā)展。”
跟蹤形狀變化
光視網(wǎng)膜成像檢測(cè)在視網(wǎng)膜中產(chǎn)生或傳導(dǎo)信號(hào)的神經(jīng)元形狀的輕微變化。到目前為止，Jonnal 和其他研究人員已經(jīng)使用自適應(yīng)光學(xué)和光學(xué)相干斷層掃描(OCT) 來(lái)可視化和跟蹤活眼中的這些神經(jīng)元，然后應(yīng)用運(yùn)動(dòng)校正算法來(lái)穩(wěn)定圖像并提取功能反應(yīng)。這個(gè)昂貴且耗時(shí)的過(guò)程需要解析和跟蹤單個(gè)細(xì)胞特征的位置，并使用這些位置來(lái)確定細(xì)胞是否改變了形狀。
“當(dāng)我們使用我們的一個(gè)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行視光圖測(cè)量時(shí)，實(shí)驗(yàn)很容易需要半天時(shí)間，并產(chǎn)生需要處理的 TB 數(shù)據(jù)，”Jonnal 說(shuō)。“處理數(shù)據(jù)以提取功能信號(hào)至少需要一兩天。”
為了避免解析和跟蹤單個(gè)神經(jīng)元的需要，Jonnal 及其同事想看看他們是否可以改為測(cè)量視網(wǎng)膜神經(jīng)元相對(duì)于彼此移動(dòng)的速度或速度。“我們相信，即使特征的位置因細(xì)胞而異，它們相對(duì)于彼此移動(dòng)的速度在細(xì)胞之間也會(huì)高度相關(guān)，”Jonnal 說(shuō)。“事實(shí)證明這是正確的。”
測(cè)量運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元
為了進(jìn)行基于速度的視網(wǎng)膜成像，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的 OCT 相機(jī)，與其他視網(wǎng)膜成像方法相比，該相機(jī)允許單個(gè)操作員從視網(wǎng)膜中的更多位置收集圖像。
研究人員通過(guò)使用它收集三名健康志愿者的測(cè)量值來(lái)展示他們的新技術(shù)。他們能夠在十分鐘內(nèi)從每位患者那里獲取數(shù)據(jù)，并在兩到三分鐘內(nèi)處理這些數(shù)據(jù)并提供結(jié)果。他們表明，使用簡(jiǎn)單方法測(cè)量的功能性視光反應(yīng)與所使用的光刺激劑量成比例，并且劑量-刺激反應(yīng)在志愿者內(nèi)部和志愿者之間是可重現(xiàn)的。
他們現(xiàn)在正在計(jì)劃旨在證明該技術(shù)對(duì)疾病相關(guān)功能障礙的敏感性的實(shí)驗(yàn)。Jonnal 還與加州大學(xué)戴維斯分校的臨床醫(yī)生合作，將其用于患者成像，并幫助解釋干細(xì)胞療法和基因療法治療遺傳性視網(wǎng)膜疾病的試驗(yàn)結(jié)果。研究人員還希望將新的視光成像方法應(yīng)用于視網(wǎng)膜疾病的動(dòng)物模型。