La oftalmoscopia integrado fotoacústica y Spectral-tomografía de coherencia óptica de dominio
Summary
Fotoacústica oftalmología (PAOM), una modalidad de formación de imágenes ópticas de absorción basado, proporciona la evaluación complementaria de la retina a las tecnologías de formación de imágenes disponibles en la actualidad oftálmicas. Se describe el uso de PAOM integrado con dominio espectral tomografía de coherencia óptica (SD-OCT) para el uso simultáneo de imágenes multimodal de la retina en ratas.
Abstract
Tanto el diagnóstico clínico y la investigación fundamental de las enfermedades oculares más importantes se benefician enormemente de diversas tecnologías no invasivas de imagen oftálmicos. Existentes modalidades de imágenes retinianas, como la fotografía del fondo 1, oftalmoscopio láser confocal de barrido (CSLO) 2, y la tomografía de coherencia óptica (OCT) 3, tienen contribuciones importantes en el seguimiento de la enfermedad y las progresiones inicios y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Sin embargo, se basan predominantemente en el back-reflejadas fotones de la retina. Como consecuencia, las propiedades de absorción óptica de la retina, que normalmente se asocian fuertemente con el estado de la fisiopatología de retina, son inaccesibles por las tecnologías de imágenes tradicionales.
Oftalmoscopia fotoacústica (PAOM) es una modalidad emergente imagen de la retina que permite la detección de los contrastes de absorción óptica en el ojo con una alta sensibilidad 4-7. En PAOM nanpulsos osecond láser se entrega a través de la pupila y explorado a través de la parte posterior del ojo para inducir fotoacústicos (PA), señales que son detectadas por un transductor ultrasónico desenfocada unido al párpado. Debido a la fuerte absorción óptica de la hemoglobina y la melanina, PAOM es capaz de forma no invasiva de imágenes de las vasculaturas la retina y la coroides y el epitelio pigmentario de la retina (RPE) de melanina en contrastes altos 6,7. Más importante, basado en el bien desarrollado espectroscópico fotoacústica imágenes 5,8, PAOM tiene el potencial para mapear la saturación de oxígeno de la hemoglobina en los vasos retinianos, que puede ser crítica en el estudio de la fisiología y patología de varias enfermedades que causan ceguera 9 como la retinopatía diabética y neovascular relacionada con la edad degeneración macular.
Además, al ser la única existente óptico de absorción basada en modalidad de imagen oftálmica, PAOM se puede integrar con bien establecida clínica oftálmica imágenes TEchniques posible obtener evaluaciones anatómicas y funcionales más amplias del ojo sobre la base de múltiples contrastes ópticos 6,10. En este trabajo, integramos PAOM y espectral dominio-OCT (SD-OCT) para imágenes in vivo de manera simultánea en la retina de rata, donde se revelan tanto la absorción óptica y propiedades de dispersión de la retina. La configuración del sistema, la alineación del sistema y adquisición de imágenes se presentan.
Protocol
Representative Results
Discussion
A continuación, presentamos una instrucción detallada sobre simultáneo de imágenes in vivo la retina de los ojos de rata utilizando PAOM combinado con SD-PTU. Óptica de dispersión basada en SD-OCT es, quizás, la clínica "patrón oro" para imágenes de la retina 3, sin embargo, no es sensible para detectar la absorción óptica en la retina. El PAOM nuevo desarrollo es la única óptica de absorción a base técnica de imagen oftálmica que proporciona las propiedades óptic…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Damos las gracias al generoso apoyo de la Fundación Nacional de Ciencia (CARRERA CBET-1055379) y los Institutos Nacionales de Salud (1RC4EY021357, 1R01EY019951). También reconocemos el apoyo del Consejo de Becas de China a Song Wei.
Riferimenti
- Kinyoun, J. L., Martin, D. C., Fujimoto, W. Y., Leonetti, D. L. Ophthalmoscopy versus fundus photographs for detecting and grading diabetic retinopathy. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 33 (6), 1888-1893 (1992).
- Schuman, J. S., Wollstein, G., Farra, T., Hertzmark, E., Aydin, A., Fujimoto, J. G., Paunescu, L. A. Comparison of optic nerve head measurements obtained by optical coherence tomography and confocal scanning laser ophthalmoscopy. Am. J. Ophthalmol. 135 (4), 504-512 (2003).
- Strøm, C., Sander, B., Larsen, N., Larsen, M., Lund-Andersen, H. Diabetic macular edema assessed with optical coherence tomography and stereo fundus photography. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 43 (1), 241-245 (2002).
- Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy. J. Vis. Exp. (51), e2729 (2011).
- Wang, L. V. Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography. Nat. Photonics. 3 (9), 503-509 (2009).
- Jiao, S., Jiang, M., Hu, J., Fawzi, A., Zhou, Q., Shung, K. K., Puliafito, C. A., Zhang, H. F. Photoacoustic ophthalmoscopy for in vivo retinal imaging. Opt. Express. 18 (4), 3967-3972 (2010).
- Wei, Q., Liu, T., Jiao, S., Zhang, H. F. Image chorioretinal vasculature in albino rats using photoacoustic ophthalmoscopy. J. Mod. Optic. 58 (21), 1997-2001 (2011).
- Liu, T., Wei, Q., Wang, J., Jiao, S., Zhang, H.F Combined photoacoustic microscopy and optical coherence tomography can measure metabolic rate of oxygen. Biomed. Opt. Express. 2 (5), 1359-1365 (2011).
- Yu, D., Cringle, S. J. Oxygen distribution and consumption within the retina in vascularised and avascular retinas and in animal models of retinal disease. Prog. Retin. Eye Res. 20 (2), 175-208 (2001).
- Song, W., Wei, Q., Liu, T., Kuai, D., Burke, J. M., Jiao, S., Zhang, H. F. Integrating photoacoustic ophthalmoscopy with scanning laser ophthalmoscopy, optical coherence tomography, and fluorescein angiography for a multimodal retinal imaging platform. J. Biomed. Opt. 17 (6), 061206 (2012).
- Mark, E. . Brezinski Optical Coherence Tomography: Principles and Applications. , (2006).
- Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. Label-free photoacoustic ophthalmic angiography. Opt. Lett. 35 (1), 1-3 (2010).
- Zhang, H. F., Maslov, K., Wang, L. V. In vivo imaging of subcutaneous structures using functional photoacoustic microscopy. Nature protocols. 2, 797-804 (2007).
- Ling, T., Chen, S. L., Guo, L. J. High-sensitivity and wide-directivity ultrasound detection using high Q polymer microring resonators. Appl. Phys. Lett. 98 (20), 204103 (2011).
- Xie, Z., Jiao, S., Zhang, H. F., Puliafito, C. A. Laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy. Opt. Lett. 34, 1771-1773 (2009).
