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自适应光学捕捉荧光视网膜马赛克图样

发布:guangxuedaren    |    2019-04-07 19:49    阅读:316
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位于马里兰州贝塞斯达的美国国家眼科研究所(NEI)的研究人员正在使用活体荧光眼底镜和自适应光学技术(AO)捕捉人类视网膜色素上皮(RPE)形成的马赛克状图案(JCI Insight, doi: 10.1172/ JCI .insight.124904)。RPE在维持眼内光感受器健康方面起着重要作用,但一般来说很难想象其形态。
       新的NEI技术使用一种临床认可的荧光染料吲哚菁绿(ICG)对RPE细胞进行染色,并利用自适应光学技术实现对眼底镜捕捉到的荧光RPE马赛克图样的细胞级水平的分辨。
       在这一项概念验证研究中,该团队观察到RPE模式在健康眼睛的个体中保持不变,但随着时间的推移,视力疾病患者的RPE模式发生了变化。研究人员得出的结论是,一般来说,静态荧光RPE马赛克图样的变化有朝一日可以用来跟踪视网膜疾病的发病和进展。
为什么要看RPE?
       RPE是视网膜感光细胞(即视杆细胞和视锥细胞)下方的一层薄薄的细胞。它将营养物质运送到感光细胞并将细胞废物从感光细胞中清除。因此,视网膜的健康与RPE的健康息息相关。不幸的是,RPE很难成像,因为细胞含有不同数量的吸光色素,而且眼睛结构产生的光学畸变阻碍了该层的在细胞水平上的分辨率。
        为了解决这些问题,Johnny Tam和他NEI的同事使用荧光染料(ICG)使高色素的RPE细胞对他们的成像系统更加可见,并使用自适应光学技术(AO)技术来补偿眼睛产生的光学畸变。在用老鼠模型验证了他们的方法后,研究小组说他们的AO-ICG系统能够分辨单个的RPE细胞并捕捉它们产生的荧光马赛克状图样。
在人眼上测试AO-ICG系统
       该AO-ICG系统由一个定制的带有计算机控制固定系统的多模态AO视网膜成像仪组成。Tam博士和他的团队认为,系统的横向分辨率为2-3µm,在视网膜上的视野为0.23-0.60mm。
       研究人员首先观察了五名眼睛健康的受试者的RPE马赛克图案。静脉注射ICG 6分钟后,受试者RPE细胞的荧光信号变得稳定,持续可见数小时。每只眼睛的总图像采集时间在1到3小时之间,其中病人有休息时间。 研究人员记录了每只眼睛在最初注射ICG后几天以及随后注射ICG后3至12个月的RPE马赛克图样。他们创建了一个自动算法来量化RPE图样随时间的变化。Tam的研究小组发现,这五个人的RPE图样保持不变。
       为了验证AO-ICG方法是否可以用于检测RPE的损伤,Tam的团队对晚发性视网膜退行性变患者的眼睛进行了成像。对于这些个体,研究小组发现RPE模式只是随着时间的推移发生了轻微的变化。然而,对于患有Bietti晶体营养不良(一种对RPE细胞造成严重损害的疾病)的个体,AO-ICG方法显示了RPE图样的极端变化。
       基于这些概念验证研究的结果,Tam博士和他的同事们认为他们AO-ICG成像技术可以用来帮助诊断和监控视网膜疾病的进展,以及在临床前无损检测短期和长期的时间内RPE荧光图样的变化。

用吲哚菁绿(ICG)和自适应光学显示的视网膜色素上皮细胞图样

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