Разработан новый метод для лучшего выявления заболеваний глаз

Прочитано: 105 раз(а)


Во всем мире 285 миллионов человек страдают серьезными заболеваниями глаз или слепотой. К сожалению, большинство из них не имеют доступа к современным методам лечения, поэтому помощь часто приходит слишком поздно. Эта ситуация может измениться с появлением очень значительного усовершенствования диагностического инструмента, который использовался в течение трех десятилетий для выявления глазной патологии — оптической когерентной томографии (ОКТ).

ОКТ является одним из самых основных и точных тестов, используемых в диагностике заболеваний глаз. Он позволяет детально просматривать отдельные структуры глаза и, таким образом, позволяет обнаруживать заболевания желтого пятна, диабетические изменения сетчатки, глаукому, опухоли глаза и многие другие заболевания. К сожалению, метод ОКТ несовершенен, поскольку естественный шум во время исследования глаза снижает точность изображения. Группа исследователей из Международного центра трансляционных исследований глаза (ICTER) решила исправить эту проблему, революционизировав метод ОКТ, внедрив пространственно-временную ОКТ-томографию (STOC-T).

Исследование было проведено доктором Эдгидиюсом Ауксориусом, доктором Давидом Борицким, Петром Венгжином и профессором Мацеем Войтковски из ICTER, а результаты были опубликованы в журнале Optics Letters  в отчете под названием «Многомодовое волокно как инструмент для уменьшения перекрестных помех» . разговор в полнопольной оптической когерентной томографии Фурье ».

Как проходит обследование OCT?

Благодаря высокому разрешению метод ОКТ является одним из наиболее часто используемых офтальмологических исследований. Она совершенно безболезненна и безопасна — медицинских противопоказаний к ее применению нет (обследование можно проводить даже беременным женщинам). ОКТ лучше всего подходит для диагностики глазных заболеваний, таких как прогрессирующая глаукома, диабетическая ретинопатия или возрастная дегенерация желтого пятна.(AMD), которые являются наиболее распространенными причинами потери центрального зрения у пожилых людей. Например, на ранних стадиях ВМД на глазном дне с помощью ОКТ видны одиночные отложения или скопления пигмента и тонкие атрофические изменения; при развитии сахарного диабета на ОКТ-изображениях наблюдаются изменения микрососудистой структуры сетчатки. Само исследование ОКТ занимает несколько минут. Больной садится перед специальным аппаратом и должен сосредоточиться на указанной врачом точке, ограничив моргание. Измерительная головка устанавливается на расстоянии 2-3 см от глазного яблока, поэтому исключается ее контакт с глазом пациента. В большинстве случаев ОКТ-обследование не требует специальной подготовки — пациент может приехать один на машине.

Биофизика ОКТ

Понять физическую основу ОКТ-исследования непросто. Этот метод эквивалентен выполнению неинвазивной «оптической биопсии» в режиме реального времени для визуализации микроструктуры ткани и диагностики возможных патологических изменений. В оптической томографии все данные о строении объекта получают на основе интенсивности интерференционного сигнала (образованного наложением двух лазерных лучей). Оптическая томография ОКТ, которая в настоящее время используется в офтальмологических кабинетах по всему миру, использует интересное свойство света, называемое когерентностью, в измерениях времени и/или пространства. В классической ОКТ используются частично когерентные источники света (временно,

Внутри интерферометра находится специальная пластина, разделяющая лучи на две части и регистрирующая интерференцию луча, отраженного от тканевых структур, и падающего луча. Зная различия оптических путей, можно определить положение анализируемых структур глаза. Данные обрабатываются компьютером и затем представляются в виде двухмерных изображений поперечного сечения (томограмм). Ткани представляют собой многокомпонентные структуры, которые по-разному рассеивают свет. В зависимости от степени отражения или поглощения представляется полутоновое или цветное изображение. Объекты с самым высоким коэффициентом отражения видны в красном или белом цвете, а объекты с самым слабым сигналом — в темных или темно-серых тонах. Ткани с промежуточными значениями отражательной способности представлены желто-зелеными или серыми оттенками. ОКТ использует низкокогерентную интерферометрию, в которых интерференция возникает на микрометровом уровне (за счет использования суперлюминесцентных диодов или короткоимпульсных лазеров). Обычно используются источники инфракрасного излучения. Некогерентные источники света (например, галогенные, светодиодные или лампы накаливания) не могут использоваться при классическом ОКТ-исследовании. Команда ученых из ICTER первой в мире объединила свойства когерентности света как во времени, так и в пространстве, что позволяет получать более точные диагностические изображения глаза.

Как можно улучшить ОКТ?

Пространственно-временная оптическая когерентная томография (STOC-T) является особенно эффективным инструментом для визуализации глаза благодаря своей скорости и способности получать стабильную фазовую информацию по всему полю зрения (в отличие от сканирования сфокусированным лучом). До сих пор основной проблемой при использовании метода ОКТ был шум (называемый спекл), который затруднял точную визуализацию сосудистой оболочки, жизненно важной части глаза, которая снабжает фоторецепторы кислородом и питательными веществами и, следовательно, участвует в патогенез многих заболеваний. Исследователи ICTER обнаружили, что использование многомодового оптического волокна соответствующей длины улучшает визуализацию глаза.

Многомодовое оптическое волокно излучает несколько сотен уникальных пространственных структур (так называемых поперечных электромагнитных мод (TEM)) на своем конце в поперечном сечении луча. До сих пор такие устройства неоднократно использовались для передачи данных, но никто не учитывал тот факт, что каждый из пространственных паттернов выходит из нескольких сотен метров такого оптического волокна в разное время. Эта зависимость от времени приводит к тому, что за одно измерение получают несколько сотен изображений ОКТ; при объединении составной шаблон полностью пассивно снижает нежелательные эффекты, такие как спекл-шум. Применив эту идею к ОКТ, группа исследователей из ICTER разработала новый способ управления оптической фазой STOC-T для получения изображений сетчатки и роговицы с высоким разрешением in vivo.

ОКТ является одним из рутинных офтальмологических исследований, используемых во всем мире. Благодаря усовершенствованиям команды ICTER передовая методика STOC-T позволит идентифицировать изменения в глазу на клеточном уровне, что приведет к лучшей диагностике и пониманию начала и прогрессирования различных заболеваний, вызывающих слепоту.

Разработан новый метод для лучшего выявления заболеваний глаз



Новости партнеров