研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種簡單而快速的方法來進(jìn)行視光成像，這是一種成像技術(shù)，可以測量眼睛視網(wǎng)膜中光誘導(dǎo)的功能活動，這是我們眼睛后部負(fù)責(zé)檢測光和啟動視覺的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。在，超過 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，可能會導(dǎo)致失明。新方法可以幫助加速開發(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：“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)。” “我們設(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，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)膜光成像測量。“如果我們能夠比視力表等傳統(tǒng)測試更快地檢測出視網(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)膜成像檢測在視網(wǎng)膜中產(chǎn)生或傳導(dǎo)信號的神經(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) 來可視化和跟蹤活眼中的這些神經(jīng)元，然后應(yīng)用運(yùn)動校正算法來穩(wěn)定圖像并提取功能反應(yīng)。這個(gè)昂貴且耗時(shí)的過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。“處理數(shù)據(jù)以提取功能信號至少需要一兩天。”
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量視網(wǎng)膜神經(jīng)元相對于彼此移動的速度或速度。“我們相信，即使特征的位置因細(xì)胞而異，它們相對于彼此移動的速度在細(xì)胞之間也會高度相關(guān)，”Jonnal 說。“事實(shí)證明這是正確的。”
測量運(yùn)動神經(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。
研究人員通過使用它收集三名健康志愿者的測量值來展示他們的新技術(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，使用簡單方法測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)膜疾病的動物模型。