圖片來源：touchophthalmology.com

撰稿 | R

01導(dǎo)讀

    視網(wǎng)膜是由多層細(xì)胞組成的復(fù)雜組織，黃斑是視網(wǎng)膜的重要組成部分。黃斑負(fù)責(zé)我們的高視力視野，因此它使我們能夠閱讀，識(shí)別面部并挑選細(xì)節(jié)。
    但是隨著年齡的增長(zhǎng)，黃斑會(huì)退化。這可能會(huì)導(dǎo)致模糊的斑點(diǎn)或波浪線出現(xiàn)在視野中央，我們的眼睛就看不清楚了。

    近日，洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）工程學(xué)院的應(yīng)用光子器件實(shí)驗(yàn) Christophe Moser 教授課題組開發(fā)出新型設(shè)備，可以放大看到眼睛后部以前看不見的細(xì)胞。

    這項(xiàng)技術(shù)將對(duì)眼科醫(yī)生非常有用，特別是在早期檢測(cè)老年性黃斑變性和評(píng)估新的治療方案方面。

該系統(tǒng)擁有對(duì)從視網(wǎng)膜色素上皮層到神經(jīng)纖維層的細(xì)胞水平的在體成像能力，開啟了對(duì)視網(wǎng)膜探索的新道路。

這種新型設(shè)備可以放大眼睛后部以前看不見的細(xì)胞。

02背景介紹

    在工業(yè)國(guó)家中，視網(wǎng)膜疾病是致盲的主要原因。在2020年，預(yù)計(jì)將有1.96億將受到由于年齡增長(zhǎng)而引起的黃斑退化的影響。
    然而在眼科臨床上依然缺少對(duì)眼底細(xì)胞層面的微小病變的檢測(cè)儀器。
    視網(wǎng)膜組織錯(cuò)綜復(fù)雜，具有多層結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于像差，眼球的運(yùn)動(dòng)，對(duì)比度低等困難，視網(wǎng)膜成像是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

圖1.視網(wǎng)膜光學(xué)成像方法原理圖

    這篇文章提供了新型的光學(xué)相位成像方法（transscleral optical phase Imaging，TOPI），具有大視野，成像速度快，細(xì)胞級(jí)別的分辨率和高對(duì)比度的優(yōu)點(diǎn)。
與傳統(tǒng)設(shè)備不同，傳統(tǒng)設(shè)備將光發(fā)送到瞳孔的中心，這篇文章的設(shè)備是通過鞏膜（即我們的眼睛白色）入射到網(wǎng)膜（如圖1），這可以防止反射光，并讓醫(yī)生更好地觀察細(xì)胞層，大大提高了臨床意義。
    鞏膜入射，反射的光經(jīng)過晶狀體通過自適應(yīng)相機(jī)進(jìn)行成像，這種方法可以適用于人體，同時(shí)可以顯微成像。

03創(chuàng)新研究

    文章對(duì)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞進(jìn)行了成像，通過計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)了年輕人有較高的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞密度，老年人細(xì)胞密度則較低。
    同時(shí)TOPI系統(tǒng)觀察到了毛細(xì)血管和神經(jīng)纖維層（如圖2），其中軸突束也清晰可見，這對(duì)于光學(xué)相干斷層成像術(shù)和激光掃描眼底鏡來說是難以企及的。

圖2. 毛細(xì)血管和神經(jīng)纖維層的TOPI成像

    為了進(jìn)一步證明方法的通用性，研究人員還制作了新型的顯微鏡。
    作者觀察了大鼠視網(wǎng)膜毛細(xì)血管及其周圍細(xì)胞，并進(jìn)行了OPI顯微鏡和熒光共聚焦顯微鏡的對(duì)比研究（如圖3）。
    成像結(jié)果顯示的周皮細(xì)胞的方向和用綠色熒光標(biāo)記顯示的信息一致。
    藍(lán)色熒光標(biāo)記的細(xì)胞核表明相位成像的方法也可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞核的高對(duì)比度成像。
    在對(duì)病變視網(wǎng)膜中的小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行綠色特異性標(biāo)記后，證實(shí)了高分辨率OPI成像可以檢測(cè)到這些病變的小細(xì)胞的能力。

圖3. OPI顯微鏡和共聚焦顯微鏡的共定位

    TOPI是目前唯一一種快速，具有高對(duì)比度和細(xì)胞分辨率的對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞成像的技術(shù)，它具有廣闊的臨床應(yīng)用的前景。
    論文的作者，Timothé Laforest ， Mathieu Künzi 創(chuàng)建了一家創(chuàng)業(yè)公司—— EarlySight ，在醫(yī)學(xué)界進(jìn)一步開發(fā)和推廣該技術(shù)。
    TOPI將加速我們對(duì)視網(wǎng)膜疾病的理解，為治療評(píng)估定義新的形態(tài)學(xué)依據(jù)，并且可以幫助我們更好的理解其他神經(jīng)退行性疾病。

    該文章被發(fā)表在Nature子刊《 Nature Photonics 》，題為“ Transscleral optical phase imaging of the human retina ”，Timothé Laforest，Mathieu Künzi，Christophe Moser為文章的共同第一作者。

原文鏈接：《Nature-光子學(xué)：眼病早期診斷 | 視網(wǎng)膜光學(xué)成像》

                    《Transscleral optical phase imaging of the human retina》

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