ОКТ-биомикроскопия
| ОКТ-биомикроскопия | |
|---|---|
 Моделирование ОКТ-биомикроскопического изображения глаза | |
| Цель | исследование прозрачных осевых тканей глаза |
ОКТ-биомикроскопия — это использование оптической когерентной томографии (ОКТ) вместо с щелевой лампой биомикроскопии для исследования прозрачных осевых тканей глаза. [ 1 ] Традиционно офтальмологическая биомикроскопия дополняется биомикроскопом с щелевой лампой , в котором используется освещение щелевым лучом, и оптическим микроскопом, обеспечивающим стереоскопическое увеличенное изображение поперечного сечения прозрачных тканей глаза с помощью дополнительной линзы или без нее. [ 2 ] Как и биомикроскопия с щелевой лампой, ОКТ не очень хорошо проникает в непрозрачные ткани, но позволяет получить подробные изображения прозрачных тканей в поперечном сечении, часто с большей детализацией, чем это возможно при использовании щелевой лампы. Ультразвуковая биомикроскопия (УБМ) намного лучше позволяет визуализировать непрозрачные ткани, поскольку в ней используются звуковые волны высокой энергии. Из-за ограниченной глубины проникновения основное применение UBM в офтальмологии заключалось в визуализации передних структур, таких как угол и цилиарное тело. И ультразвуковая, и ОКТ-биомикроскопия создают объективное изображение тканей глаза, на основе которого можно проводить измерения. В отличие от УБМ, ОКТ-биомикроскопия может отображать ткани с высоким осевым разрешением вплоть до сосудистой оболочки (рис. 1).
Обоснование
[ редактировать ]Биомикроскопы были основным методом офтальмологического обследования на протяжении почти столетия. Добавление щелевого луча к горизонтально установленному стереомикроскопу позволяет пользователям биомикроскопа с щелевой лампой оптически «разрезать» прозрачные ткани глаза, чтобы увидеть их в поперечном сечении. Стереоскопическое увеличение позволяет дополнительно детально исследовать ткани глаза. Использование линз, таких как линзы Груби, контактные линзы или портативные линзы с диоптриями 90D или 78D, позволяет проводить увеличенный осмотр задних структур, таких как сетчатка. [ нужна ссылка ]
Несмотря на свою относительную повсеместность, щелевые лампы имеют несколько важных ограничений. Как оптические инструменты, обычные биомикроскопы с щелевой лампой не записывают и не документируют результаты исследования так, как устройства визуализации, такие как ОКТ , МРТ или КТ , сохраняют изображения. Некоторые современные щелевые лампы теперь имеют возможность записывать 2D-видео или цифровые изображения во время исследования. Без какой-либо объективной записи обследования результаты обследования с помощью щелевой лампы являются временными и должны интерпретироваться в режиме реального времени обученным наблюдателем. Данные обследования могут быть утеряны, если экзаменатор не сможет документировать результат или не обладает знаниями, необходимыми для распознавания результата – ограничение, которое может быть усилено различиями в обучении офтальмологов во всем мире. Требование о том, чтобы оператор был хорошо осведомлен, также означает, что исследования с помощью щелевой лампы должны проводиться обученным и опытным персоналом - особенность, которая увеличивает стоимость и уменьшает количество экзаменаторов, квалифицированных для их проведения. Результаты исследования с помощью щелевой лампы обычно считаются субъективными и качественными. Например, один офтальмолог может оценить реакцию передней камеры пациента как 1+ клеток со следами бликов, в то время как специалист может оценить реакцию передней камеры того же пациента как 2+ клеток с 2+ бликами. Без какой-либо объективной документации результатов обследования в ходе этого конкретного визита может быть трудно ретроспективно определить, какая оценка была правильной. Еще одним ограничением щелевых ламп является то, что во время исследования ими необходимо управлять вручную. Эта свобода означает, что исследования с помощью щелевой лампы могут проводиться по-разному при разных посещениях пациентов и в разных местах по всему миру. И эта вариативность может оказать негативное влияние на стандартизацию терминологии и протоколов экзаменов. Несмотря на эти особенности и ограничения, исследование с помощью щелевой лампы по-прежнему остается краеугольным камнем офтальмологического обследования. [ нужна ссылка ]
Как и щелевые лампы, устройства ОКТ-визуализации обеспечивают увеличенное изображение поперечного сечения прозрачных тканей глаза. В отличие от щелевых ламп, устройства ОКТ хранят томографические изображения, которые могут: 1) быть получены последовательно с использованием одного и того же протокола при каждом посещении пациента в любом месте по всему миру, 2) обслуживаться менее дорогим персоналом с меньшей подготовкой и опытом, чем щелевая лампа, 3) объективно и количественно анализироваться пользователем и/или компьютерным программным обеспечением и 4) ретроспективно или продольно оцениваться как в клинических исследованиях, так и в клинической практике. В настоящее время неясно, какие данные биомикроскопии с щелевой лампой могут быть пропущены при ОКТ-биомикроскопии, и наоборот.
Технология
[ редактировать ]До недавнего времени ограничения аппаратного обеспечения ОКТ делали биомикроскопию ОКТ трудной или невозможной.
OCT во временной области (TD-OCT)
[ редактировать ]Основным ограничением TD-OCT, которое не позволяет использовать его для биомикроскопии ОКТ, является скорость. Обычные коммерческие системы TD-OCT ограничены скоростью получения 400 А-сканов в секунду с глубиной 2 мм. Если предположить, что биомикроскопическая система ОКТ должна покрывать плоскую область ткани глаза размером 15 x 15 мм и средней глубиной 24 мм (5400 кубических мм), то обычной системе TD-OCT потребуется более одного дня для сбора биомикроскопических данных ОКТ на одном пара глаз. [ нужна ссылка ]
ОКТ спектральной области (SD-OCT)
[ редактировать ]Системы SD-OCT в 50–100 раз быстрее, чем системы TD-OCT, и поэтому могут покрыть необходимый объем ткани для биомикроскопии ОКТ в одном глазу примерно за восемь минут (при условии, что частота A-сканирования равна 100 кГц). Однако коммерческие системы SD-OCT страдают от значительного падения чувствительности и, следовательно, качества изображения при глубине проникновения более 2 мм. Следовательно, если коммерческие системы SD-OCT последовательно использовать для получения изображений глаза от роговицы до сосудистой оболочки, вероятно, будут создавать изображения с неприемлемо нестабильным качеством по всей глубине глаза. Кроме того, коммерческие устройства SD-OCT также создают артефакты зеркального отображения вокруг положения нулевой задержки. Хотя это нечасто отвлекает при визуализации заднего сегмента, это может сбивать с толку при визуализации вблизи плоскости радужной оболочки. [ нужна ссылка ]
ОКТ с качающимся источником (SS-OCT)
[ редактировать ]Разработка перестраиваемой лазерной технологии с коротким внешним резонатором сделала биомикроскопию SS-OCT возможной за счет сочетания высокой скорости сбора данных с большой длиной когерентности и неизменно высоким качеством изображения по всей глубине глаза. Теперь возможно, что правильно спроектированные системы SS-OCT смогут получать полные биомикроскопические данные ОКТ из обоих глаз субъекта менее чем за 20 секунд. Как и в случае с SD-OCT, из систем SS-OCT необходимо удалить артефакты зеркального отображения. [ нужна ссылка ]
Компоненты экзамена
[ редактировать ]Веки, ресницы, слезные железы
[ редактировать ]Хотя системы SS-OCT традиционно используются для визуализации сетчатки, а в последнее время — радужной оболочки и угла глаза, было также продемонстрировано, что системы SS-OCT способны визуализировать края век и ресницы. [ 3 ] Хотя возможно, что будущие системы SS-OCT также смогут визуализировать большую часть видимой ткани века, маловероятно, что биомикроскопические системы OCT будут способны визуализировать слезную железу.
Конъюнктива
[ редактировать ]Было продемонстрировано, что высокоскоростные системы SS-OCT, сфокусированные на переднем сегменте, способны визуализировать бульбарную конъюнктиву внутри глазной щели. их изначально расслабленное положение. Использование ретракторов век, а также выворачивание век может позволить провести более полное обследование этих областей конъюнктивы.
Роговица
[ редактировать ]Помимо недавней работы с SS-OCT (см. Gora et al.), многочисленные исследователи продемонстрировали способность систем OCT отображать патологию роговицы. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] а также нарушения топографии роговицы. [ 7 ] [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Новое изобретение офтальмологического осмотра [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Осмотр глаз с помощью щелевой лампы» (PDF) . Цейсс . Архивировано из оригинала 22 октября 2013 года.
- ^ Гора и др. Сверхвысокоскоростная визуализация переднего сегмента человеческого глаза с частотой 200 кГц и регулируемым диапазоном визуализации. Оптика Экспресс, август 2009 г.; 17(17): 14880-94.
- ^ Асрани и др. Детальная визуализация переднего сегмента с помощью фурье-оптической когерентной томографии. Arch Ophthalmol, июнь 2008 г.; 126 (6): 765-71.
- ^ Рамос и др. Клиническое и исследовательское применение оптической когерентной томографии переднего сегмента – обзор. Клин Эксперимент Офтальмол. Январь 2009 г.;37(1):81-9.
- ^ Хурана и др. Высокоскоростная оптическая когерентная томография помутнений роговицы. Офтальмология. Июль 2007 г.;114(7):1278-85.
- ^ Plesea et al. Прямые измерения высоты роговицы с использованием множественной оптической когерентной томографии с задержкой на лице. J Биомед Опц. Сентябрь–октябрь 2008 г.; 13 (5): 054054.
- ^ Ли и др. Диагностика кератоконуса с помощью пахиметрического картирования оптической когерентной томографии. Офтальмология, декабрь 2008 г.; 115 (12): 2159-66.