Summary

Entegre Photoacoustic Oftalmoskopi ve Spektral-domain optik koherens tomografi

Published: January 15, 2013
doi:

Summary

Photoacoustic oftalmoloji (PAOM), optik-soğurma tabanlı görüntüleme yöntemi, şu anda mevcut oftalmik görüntüleme teknolojileri retinanın tamamlayıcı değerlendirilmesini sağlar. Biz sıçanlarda eşzamanlı multimodal retina görüntüleme için spektral domain optik koherens tomografi (SD-OCT) ile entegre PAOM kullanılarak rapor.

Abstract

Klinik tanı ve majör oküler hastalıkların temel soruşturma Hem büyük ölçüde çeşitli non-invaziv oftalmik görüntüleme teknolojilerinden yararlanmak. Retina görüntüleme gibi fundus fotoğraflarında 1, konfokal tarayıcı laser oftalmoskopi (cSLO) 2, ve optik koherens tomografi (OCT) 3 gibi yöntemleri, hastalık sergilenir ve ilerlemeler, izleme ve yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine önemli katkıları var. Mevcut Ancak, ağırlıklı retinadan geri yansıyan fotonlar güveniyor. Bunun bir sonucu olarak, genellikle kuvvetle retina patofizyolojisi ile ilişkili olan statü retina optik emme özellikleri, geleneksel bir görüntüleme teknolojisi ile erişilemez.

Photoacoustic oftalmoskopi (PAOM) yüksek hassasiyet 4-7 ile göz optik soğurma karşıtlıklar algılama izin yükselen bir retina görüntüleme yöntemidir. PAOM nan yılındaosecond lazer darbeleri öğrenci ile teslim ve göz kapağına iliştirilmiş bir odaklanmamış ultrasonik sensör tarafından algılanır photoacoustic (PA) sinyalleri, ikna etmek için posterior göz genelinde taranır. Çünkü hemoglobin ve melanin güçlü optik absorpsiyon, PAOM non-invaziv görüntüleme retinal ve koroidal vasculatures ve yüksek kontrastlı 6,7 de retina pigment epiteli (RPE) melanin yeteneğine sahiptir. Daha da önemlisi, iyi gelişmiş spektroskopik photoacoustic görüntüleme 5,8 dayanan, PAOM, diyabetik retinopati gibi birçok kör hastalıkların 9 fizyolojisi ve patolojisi okuyan kritik olabilir retina damarlarında hemoglobin oksijen satürasyonu, eşlemek için bir potansiyele sahiptir ve neovasküler yaşa bağlı makula dejenerasyonu.

Dahası, mevcut tek optik soğurma tabanlı oftalmik görüntüleme yöntemi olmanın, PAOM köklü klinik oftalmik görüntüleme te ile entegre edilebilirchniques birden fazla optik zıtlıklar 6,10 göre gözün daha kapsamlı anatomik ve fonksiyonel değerlendirmeler elde etmek için. Bu çalışmada, optik soğurma ve retinanın saçılma özelliklerini hem de ortaya çıkar sıçan, in vivo retina görüntüleme eşzamanlı için PAOM ve spectral-domain OCT (SD-OCT) entegre. Sistem yapılandırması, sistem uyumu ve görüntüleme edinimi sunulmaktadır.

Protocol

1. Sistem Yapılandırması PAOM Subsystem Aydınlatma kaynağı: Nd: YAG lazer (SPOT-10-100, Elforlight Ltd, UK: 20 μJ / pulse; 2 nsec darbe süresi; 30 kHz maksimum darbe tekrarlama oranı). Bir beta-baryum-borat ile 532 nm frekans iki katına 1064 nm'de çıkış lazer edilir (BBO) kristal (CasTech, San Jose, CA). Bir lazer hattı ayna tarafından daha fazla bölünmüş sonra, 532 nm ışık tek modlu fiber optik (P1-460A-FC-5, Thorlabs) aracılığıyla teslim edilir ve 1…

Representative Results

Şekil 2 SD-OCT ve PAOM bir albino sıçanlar (A ve B) ve sırasıyla bir pigmente sıçan (C ve D) 'de elde edilen ve eş zamanlı olarak 2-D fundus görüntüler gösterir. SD-OCT fundus görüntüleri (Şekil 2A ve 2C) ise, retina damarlarında ışık problama hemoglobin emilimi nedeniyle koyu bir görünüme sahip. Retinal damar (Şekil 2B içinde RV) ek olarak, PAOM çünkü eksik RPE melanin albino göz içinde koroidal vascu…

Discussion

Burada, SD-OCT ile kombine PAOM kullanılarak sıçan gözleri vivo retina görüntüleme eşzamanlı üzerine ayrıntılı bir talimat sunuyoruz. Optik-saçılma tabanlı SD-OCT, belki de, retina görüntüleme 3 klinik "altın standart" olduğunu; ancak, retinada optik soğurma algılamak için duyarlı değildir. Yeni geliştirilen PAOM retinanın 6 optik soğurma özellikleri sağlar sadece optik emme tabanlı oftalmik görüntüleme yöntemidir. Hemoglobin ve melani…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Biz Ulusal Bilim Vakfı (KARİYER CBET-1055379) ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (1RC4EY021357, 1R01EY019951) gelen cömert destek teşekkür ediyorum. Biz de Çin Burs Konseyi Wei Song destek için minnettarım.

Riferimenti

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Hu, S., Maslov, K., Wang, L. V. Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy. J. Vis. Exp. (51), e2729 (2011).
  5. Wang, L. V. Multiscale photoacoustic microscopy and computed tomography. Nat. Photonics. 3 (9), 503-509 (2009).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Mark, E. . Brezinski Optical Coherence Tomography: Principles and Applications. , (2006).
  12. Hu, S., Rao, B., Maslov, K., Wang, L. V. Label-free photoacoustic ophthalmic angiography. Opt. Lett. 35 (1), 1-3 (2010).
  13. Zhang, H. F., Maslov, K., Wang, L. V. In vivo imaging of subcutaneous structures using functional photoacoustic microscopy. Nature protocols. 2, 797-804 (2007).
  14. 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).
  15. Xie, Z., Jiao, S., Zhang, H. F., Puliafito, C. A. Laser-scanning optical-resolution photoacoustic microscopy. Opt. Lett. 34, 1771-1773 (2009).
check_url/it/4390?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Song, W., Wei, Q., Jiao, S., Zhang, H. F. Integrated Photoacoustic Ophthalmoscopy and Spectral-domain Optical Coherence Tomography. J. Vis. Exp. (71), e4390, doi:10.3791/4390 (2013).

View Video