Multimodal d’imagerie rétinienne volumétrique Oblique à balayage Laser ophtalmologique (oSLO) et la tomographie en cohérence optique (OCT)
Summary
Nous présentons ici un protocole pour obtenir un grand champ de vision (FOV) en trois dimensions (3D) fluorescence et l’image rétinienne OCT en utilisant une nouvelle plate-forme multimodale d’imagerie. Nous allons introduire la configuration du système, la méthode de l’alignement et les protocoles opérationnels. L’imagerie in vivo sera démontrée, et recevront les résultats représentatifs.
Abstract
Alors que l’imagerie de fluorescence est largement utilisée en ophtalmologie, une image rétinienne en trois dimensions (3D) fluorescence du grand champ de vision (FOV) est toujours un grand défi avec la rétine state-of-the-art modalités d’imagerie car il leur faudrait z un empilement de Compiler un ensemble de données volumétrique. Plus récente tomographie à cohérence optique (OCT) et systèmes d’angiographie (OCTA) OCT surmonter ces restrictions afin de fournir des images vasculaires et anatomiques en trois dimensions (3D), mais la nature sans colorant, octobre ne peut pas visualiser la fuite indicative de vasculaire dysfonction. Ce protocole décrit une oblique roman analyse technique de laser ophtalmologique (oSLO) qui fournit l’imagerie rétinienne fluorescence volumétrique 3D. Le programme d’installation du système d’imagerie génère l’oblique le balayage par un curseur de queue de colombe et aligne le système d’imagerie final à un angle pour détecter les images fluorescentes en coupe transversale. Le système utilise la méthode de balayage au laser et par conséquent, permet une intégration facile des OCT comme volumétrique modalité d’imagerie structurelle complémentaire. L’imagerie in vivo sur la rétine de rat est démontré ici. Solution de fluorescéine est injectée par voie intraveineuse pour produire l’angiographie à la fluorescéine volumétrique (vFA).
Introduction
Ophtalmologie et vision science bénéficier grandement les techniques modernes d’imagerie optiques, étant donné que la rétine est facilement accessible avec la lumière. Imagerie rétinienne de fluorescence est un outil essentiel dans le diagnostic et la gestion de Chorio-rétinienne de maladies vasculaires comme la rétinopathie diabétique (RD) et de la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA), qui sont causes principales de cécité aux Etats-Unis.
Toutefois, il est toujours difficile d’acquérir un grand champ de vision (FOV), en trois dimensions rétinienne (3D), imagerie par imagerie de fluorescence. La photographie du fond de œil n’a pas la capacité de résolution de profondeur et ne rejette pas la lumière diffuse. Ainsi, le mélange des signaux provenant de différente profondeur réduit la qualité de l’image. Balayage ophtalmoscopie laser (SLO) et confocale SLO (cSLO) ne peut réduire l’effet de lumière diffuse à l’aide de gating confocal1. Toutefois, il est difficile pour SLO ou cSLO d’acquérir une image 3D de rétine humaine en raison de la limite de leur profondeur de champ. Optique adaptative SLO (AOSLO) permettent une superbe résolution et un contraste en corrigeant les aberrations de wavefront introduite par le œil humain. Toutefois, AOSLO aurait encore besoin z d’empilage pour imagerie volumétrique2. Systèmes de l’angiographie (OCTA) de OCT et de tomographie par cohérence optique3 surmonter ces restrictions afin de fournir en trois dimensions (3D) des images anatomiques et vasculaire4,5,6, mais la nature sans colorant d’OCT ne peut pas visualiser fuite indicative de dysfonction vasculaire.
Ce protocole décrit une nouvelle plate-forme multimodale pour rétinienne de fluorescence volumétrique 3D imaging, nommément oblique de balayage laser ophtalmologique (oSLO). Dans ce système d’imagerie, une oblique de la numérisation est générée par un curseur de queue de colombe, et un système d’imagerie final est aligné dans un angle pour détecter la fluorescence Croix images sectionnelles. Le système utilise des méthodes de balayage laser, et ces techniques permettent une intégration facile avec OCT comme volumétrique modalité d’imagerie structurelle complémentaire. La résolution actuelle de profondeur est d’environ 25 µm dans la rétine de rat et le champ de vision est de 30°. Essentiellement, l’oSLO permet une version fluorescente de OCT et peut être associé simultanément OCT et OCTA sur un grand champ de vision.
Dans ce protocole, nous allons décrire l’installation de l’oSLO, la méthode d’alignement et de la construction, la méthode de l’imagerie in vivo de la rétine de rat et les résultats représentatifs.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ici, nous avons décrit à oSLO, une en vivo volumétrique fluorescent d’imagerie rétinienne technique avec un FOV de plus de 30 °. Par rapport à octobre, un standard actuel méthode en ophtalmologie, d’imagerie oSLO offre un capacité d’imagerie en 3D similaires mais permet de contraste de fluorescence qui OCT n’est pas sensible aux. L’avantage d’oSLO est qu’elle nécessite qu’une seule méthode raster et permet ainsi la combinaison transparente de PTOM, prévoyant deux techniques complément…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financement est assuré par le financement de la Fondation Evans Medical du centre médical de Boston, mais aussi un contrat de sous-traitance de NIH 5R01CA183101, pilote de BU-ILEC grant 1UL1TR001430, BU-Joslin programme pilote et BU-ILEC 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 |
References
- 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).
