Multimodal volumétrico Retinal Imaging pelo oblíquo digitalização Laser Oftalmoscopia (oSLO) e a tomografia de coerência óptica (OCT)
Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para obter um grande campo de visão (FOV) tridimensional (3D) fluorescência e imagem retiniana OCT usando uma romance plataforma multimodal de imagens. Apresentaremos na configuração do sistema, o método de alinhamento e os protocolos operacionais. Imagem latente na vivo será demonstrada, e serão fornecidos resultados representativos.
Abstract
Enquanto imagens de fluorescência é amplamente utilizada em oftalmologia, uma grande campo de visão (FOV) da imagem retiniana tridimensional (3D) de fluorescência é ainda um grande desafio com o estado-da-arte retinal imaging modalidades porque eles exigiria z-empilhamento para Compile um conjunto de dados volumétrico. Nova tomografia de coerência óptica (OCT) e sistemas de angiografia (OCTA) OCT superar estas restrições para fornecer imagens tridimensionais (3D) anatômicas e vasculares, mas a natureza sem corantes da OCT não pode visualizar o escapamento indicativo de vascular disfunção. Este protocolo descreve um romance oblíquo verificação técnica de laser Oftalmoscopia (oSLO) que fornece a imagem da retina de fluorescência volumétrico 3D. A instalação do sistema de geração de imagens gera o oblíquo digitalização por um botão deslizante cauda de pomba e alinha o sistema final de imagem em um ângulo para detectar imagens transversais fluorescentes. O sistema usa o método de exploração do laser e portanto, permite uma fácil incorporação de OCT como uma modalidade de imagem estrutural volumétrica complementar. In vivo da imagem na retina do rato é demonstrada aqui. Solução de fluoresceína é injetada por via intravenosa para produzir angiografia fluoresceína volumétrico (AGV).
Introduction
Oftalmologia e visão ciência beneficiar muito das modernas técnicas de imagem ópticas, uma vez que a retina pode ser facilmente acessada com luz. Imagem latente retinal da fluorescência é uma ferramenta essencial no diagnóstico e na gestão de choriorétiniennes doenças vasculares tais como a retinopatia diabética (DR) e degeneração macular relacionada à idade (DMRI), ambos os quais são principais causas de cegueira nos Estados Unidos.
No entanto, é ainda um desafio para adquirir um grande campo de visão (FOV), tridimensional imagem usando imagens de fluorescência da retina (3D). Fotografia do fundo não tem a capacidade de resolução de profundidade e não rejeita luz difusa. Como resultado, a mistura de sinais de profundidade diferente reduz a qualidade da imagem. Digitalização Oftalmoscopia do laser (SLO) e confocal pode SLO (cSLO) reduz o efeito de luz difusa usando confocal associada1. No entanto, é difícil para SLO ou cSLO para adquirir uma imagem da retina humana 3D devido ao limite de sua profundidade de foco. Óptica adaptativa SLO (AOSLO) pode fornecer excelente resolução e contraste, corrigindo as aberrações de frente de onda introduzidas pelo olho humano. No entanto, AOSLO ainda precisaria de z-empilhamento para imagiologia volumétrica2. OCT angiografia (OCTA) sistemas de coerência óptica tomografia computadorizada (OCT)3 e superar estas restrições para fornecer tridimensional (3D) imagens anatômicas e vascular4,5,6, mas a natureza sem corantes de outubro não posso Visualizar escapamento indicativo de disfunção vascular.
Este protocolo descreve uma romance plataforma multimodal para retinal fluorescência volumétrico 3D de imagem, ou seja, oblíqua digitalização laser Oftalmoscopia (oSLO). Neste sistema da imagem latente, uma digitalização oblíqua é gerado por um controle deslizante cauda de pomba, e um sistema de imagem final é alinhado em um ângulo para detectar fluorescência Cruz imagens secionais. O sistema utiliza métodos de exploração do laser, e essas técnicas permitem a fácil incorporação com OCT como uma modalidade de imagem estrutural volumétrica complementar. A resolução de profundidade atual é de cerca de 25 µm na retina do rato e o campo de visão é de 30°. Essencialmente, o oSLO permite uma versão fluorescente de outubro e podem ser combinados simultaneamente com OCT e OCTA sobre um grande FOV.
Neste protocolo, descreveremos a configuração de oSLO, o método de alinhamento e de construção, o método de imagem na vivo da retina de ratos e os resultados representativos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aqui, descrevemos a oSLO, na vivo volumétrico fluorescente imagem da retina técnica com um FOV mais de 30 °. Comparado a OCT, um padrão atual de atendimento imagem método em oftalmologia, oSLO oferece um semelhante de imagem capacidade 3D ainda permite o contraste de fluorescência que OCT não é sensível a. A vantagem de oSLO é que requer apenas uma digitalização raster e, portanto, permite a combinação perfeita de PTU, fornecendo duas técnicas complementares para imagiologia volumétrica estrutura…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Financiamento é o financiamento de fundação Evans médica do centro médico de Boston, bem como um sub contrato de NIH 5R01CA183101, piloto de BU-CTSI conceder 1UL1TR001430 e programa piloto Joslin BU 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 |
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).
