Flere volumetriske Retinal Imaging skrå skanning Laser Ophthalmoscopy (oSLO) og Optical Coherence tomografi (OCT)
Summary
Her presenterer vi en protokoll for å få en stor synsfelt (FOV) tredimensjonale (3D) fluorescens og OCT retinal bildet ved hjelp av en roman tenkelig flere plattform. Vi vil introdusere systemoppsettet, metoden for justering og operative protokollene. I vivo bildebehandling vil bli demonstrert og representant resultatene vil bli gitt.
Abstract
Mens fluorescens imaging er mye brukt i Oftalmologi, er en stor synsfelt (FOV) tredimensjonale (3D) fluorescens retinal bildet fortsatt en stor utfordring med state-of-the-art retinal imaging modaliteter fordi de ville kreve z-stabling til kompilere volumetriske dataset. Nyere optical coherence tomografi (OCT) og OCT angiography (OCTA) systemer overvinne begrensningene for å gi tredimensjonale (3D) anatomiske og vaskulær bilder, men fargestoff-fri natur OCT kan ikke visualisere lekkasje indikativ av vaskulære dysfunksjon. Denne protokollen beskriver en roman skrå skanning laser ophthalmoscopy (oSLO)-teknikk som gir 3D volumetriske fluorescens retinal imaging. Oppsettet av tenkelig systemet genererer skrå skanning av en due hale skyveknapp og justerer det endelige tenkelig systemet i vinkel å oppdage fluorescerende cross-sectional bilder. Systemet bruker laser skanning metoden, og derfor gir en enkel inkorporering av OCT som en komplementær volumetriske strukturelle tenkelig modalitet. I vivo bildebehandling på rotte netthinnen er vist her. Fluorescein løsning injiseres intravenøst for å produsere volumetriske fluorescein angiography (vFA).
Introduction
Oftalmologi og visjon stor nytte de moderne optisk tenkelig teknikkene, siden netthinnen kan enkelt nås med lys. Fluorescens retinal imaging er et viktig verktøy i diagnostisering og behandling av chorioretinal vascular sykdommer som diabetisk retinopati (DR) og aldersrelatert makuladegenerasjon (AMD), begge er viktigste årsakene til blindhet i USA.
Det er imidlertid fortsatt utfordrende å erverve en stor synsfelt (FOV), tredimensjonale (3D) retinal imaging ved hjelp av fluorescens bildebehandling. Fundus photography har ikke dybden-løse evne og avviser ikke diffust lys. Resultatet reduserer blanding av signaler fra forskjellige dybde bildekvaliteten. Skanning laser ophthalmoscopy (SLO) og AC confocal SLO (cSLO) kan redusere effekten av lys ved hjelp av AC confocal gating1. Det er imidlertid vanskelig for SLO eller cSLO å kjøpe en 3D menneskelig retinal bildet på grunn av begrensning av deres dybde av fokus. Adaptive optikk SLO (AOSLO) gir suveren oppløsning og kontrast ved å korrigere for wavefront misforståelsene introdusert av øyet. Men må AOSLO fortsatt z-stabling for volumetriske tenkelig2. Optical coherence tomografi (OCT)3 og OCT angiography (OCTA) systemer overvinne begrensningene for å gi tredimensjonale (3D) anatomiske og vaskulær bilder4,5,6, men hvilken farge-fri av OCT kan ikke visualisere lekkasje indikativ av vaskulær dysfunksjon.
Denne protokollen beskriver en roman flere plattform for 3D volumetriske fluorescens retinal imaging, nemlig skrå skanning laser ophthalmoscopy (oSLO). I denne tenkelig system, en skrå skanning er generert av en due hale glidebryter og en siste tenkelig system er justert i en vinkel å oppdage fluorescens kryss seksjon bilder. Systemet bruker laserskanning metoder, og disse teknikkene tillater enkel inkorporering med OCT som en komplementær volumetriske strukturelle tenkelig modalitet. Nåværende dybde oppløsningen er ca 25 µm i rotte netthinnen synsfelt er 30°. Hovedsak, oSLO lar en fluorescerende versjon av OCT og samtidig kan kombineres med OCT og OCTA over en stor FOV.
I denne protokollen, vil vi beskrive oppsettet av oSLO, justering og konstruksjon, metoden i vivo avbilding av rotte netthinnen og representant resultatene.
Protocol
Representative Results
Discussion
Her har vi beskrevet oSLO, en i vivo volumetriske fluorescerende retinal imaging teknikken med en FOV over 30 °. Sammenlignet med oktober, en gjeldende standarden på omsorg imaging metode i Oftalmologi, oSLO tilbyr en lignende 3D bildeprodukter evnen men lar fluorescens kontrast som OCT ikke er følsom for. Fordelen med oSLO er at det krever bare en raster skanning, og dermed gir en sømløs kombinasjon av oktober, gir to utfyllende teknikker for strukturelle og fluorescerende volumetriske bildebehandling.
…Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Finansiering er fra Evans medisinsk foundation finansiering fra Bostons samt en sub-kontrakt fra NIH 5R01CA183101, BU-CTSI pilot gi 1UL1TR001430 og BU-Joslin pilotprogram BU-CTSI KL2TR001411.
Materials
| Supercontinuum Laser Source | NKT Photonics | SuperK EXTREME EXU-OCT6 | |
| Dichroic Mirror (DM1) | Thorlabs | DMLP650R | |
| Dichroic Mirror (DM2) | Chroma | ZT514/1064rpc | |
| Dichroic Mirror (DM3) | Thorlabs | DMLP900R | |
| Single Mode Fiber (SMF 1) | Thorlabs | P3-460B-FC-2 | |
| Single Mode Fiber (SMF 2) | Thorlabs | P3-780A-FC-2 | |
| Optic Fiber Coupler | Thorlabs | TW850R5A2 | |
| 1:1 Telescope System | Thorlabs | AC254-100-A×2 | |
| 3:1 Telescope System | Thorlabs | AC254-150-A×2 | |
| 3:1 Telescope System | Thorlabs | AC254-50-A×2 | |
| 1:1 Telescope System | Thorlabs | AC254-100-A×2 | |
| Galvo Mirrors (GM1,GM2) | Thorlabs | GVS201×2 | |
| De-sacn Galvo Mirrors (GM3) | Thorlabs | GVS011 | |
| Objective Lens | Olympus | UplanSApo 20×/0.75 | |
| Final imaging system | Olympus | UplanFL N 10×/0.3 | |
| Final imaging system | Computar | 12-36mm/1:2.8 | |
| Camera | PCO | Pco.pixelfly usb | |
| Filter | Thorlabs | FEL0800 | |
| Mounted Continuously Variable ND Filter | Thorlabs | NDC-50C-4M-A | |
| Line Scan Camera | Thorlabs | SPL2048-140K | |
| Analog Output Board (AO1) | National Instrument | PCI-6731 | |
| Analog Output Board (AO2) | National Instrument | PCIe-6351 | |
| Long pass filter | Thorlabs | FEL0800 |
Referências
- Webb, R. H., Hughes, G. W., Delori, F. C. Confocal scanning laser ophthalmoscope. Applied Optics. 26 (8), 1492-1499 (1987).
- Roorda, A., et al. Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy. Optics Express. 10 (9), 405-412 (2002).
- Huang, D., et al. Optical coherence tomography. Science. 254 (5035), 1178-1181 (1991).
- de Carlo, T. E., Romano, A., Waheed, N. K., Duker, J. S. A review of optical coherence tomography angiography (OCTA). International Journal of Retina and Vitreous. 1 (1), 5 (2015).
- Jia, Y., et al. Quantitative Optical Coherence Tomography Angiography of Choroidal Neovascularization in Age-Related Macular Degeneration. Ophthalmology. 121 (7), 1435-1444 (2014).
- Chen, C. -. L., Wang, R. K. Optical coherence tomography based angiography [Invited]. Biomedical Optics Express. 8 (2), 1056-1082 (2017).
- Yi, J., Chen, S. Y., Shu, X., Fawzi, A. A., Zhang, H. F. Human retinal imaging using visible-light optical coherence tomography guided by scanning laser ophthalmoscopy. Biomedical Optics Express. 6 (10), 3701-3713 (2015).
- Zhang, X. Y., et al. Dual-band spectral-domain optical coherence tomography for in vivo imaging the spectral contrasts of the retinal nerve fiber layer. Optics Express. 19 (20), 19653-19667 (2011).
- Delori, F. C., Webb, R. H., Sliney, D. H. Maximum permissible exposures for ocular safety (ANSI 2000), with emphasis on ophthalmic devices. Journal of the Optical Society of America a-Optics Image Science and Vision. 24 (5), 1250-1265 (2007).
- Zhang, L., et al. Volumetric fluorescence retinal imaging in vivo over a 30-degree field of view by oblique scanning laser ophthalmoscopy (oSLO). Biomedical Optics Express. 9 (1), 25-40 (2018).
