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手持式成像器让窗子变成小眼睛

杜克大学的研究人员开发了一种手持式探头,可以对婴儿眼中的单个感光体成像。

该技术基于自适应光学技术,将使医生和科学家更容易观察这些细胞,以诊断眼部疾病并及早发现与脑有关的疾病和创伤。

感光细胞是特殊的神经元,包含视网膜的光敏细胞,视网膜是位于眼后部的中枢神经系统的延伸。视网膜通过视神经将信号发送到大脑,然后视神经处理视觉信息。先前的研究表明,包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏症在内的神经退行性疾病以及脑震荡等外伤性脑损伤均可改变视网膜的神经元结构。

为了研究这些神经元结构,研究人员通常使用自适应光学扫描激光检眼镜(AOSLO),这是一种非侵入性工具,可提供比MRI高得多的图像分辨率。

尽管传统的AOSLO使研究人员可以可视化单个感光细胞,但这种系统像台球桌一样大,价格昂贵且极其复杂。它的使用仅限于能够直立固定视线几分钟的患者,这意味着它对年幼的儿童或有认知或活动问题的成年人没有太大用处。

新系统称为手持式AOSLO的HAOSLO,尺寸仅为4英寸乘2英寸乘5。5英寸,重量不到半磅。

杜克大学的研究人员通过改进其光学,信号处理和机械设计,将AOSLO转变为手持式探头。这包括开发一种新算法,以取代传统的AOSLO的大型波前传感系统,该光学系统可以检测眼睛造成的光失真。

该研究发表在8月23日的Optica杂志上。

“其他研究人员已经证明,波前传感器可以用一种算法代替,但是以前的算法还不够快或不够健壮,无法在手持设备中使用,”该大学生物医学工程学系的Theodore DuBose博士说。杜克大学和该论文的第一作者。“我们开发的算法比以前的技术要快得多,而且准确性很高。”

该工具在12名成人和2名儿童的临床试验中进行了测试,研究小组证明了该工具能够捕获靠近中央凹(视网膜中央,其中感光细胞最小且视力最敏锐)的感光细胞的详细图像。

“我们的新工具既快速又轻巧,因此医生可以将其直接带给患者,即使有运动,探头也可以使我们快速收集图像,”生物医学工程和眼科部门的副教授Sina Farsiu说道。 。“这些功能使我们能够开拓受益于这项技术的患者库。”

该工具的新设计使其对成像幼儿的眼睛特别有用。例如,早产儿患眼病(如视网膜病)的风险更大,如果不迅速诊断,会导致失明。研究人员还可以使用该工具通过对与中枢神经系统一起发育的视网膜进行成像来跟踪儿童的早期大脑发育。

团队对在医院内外使用该工具感到乐观。由于HAOSLO可以带入手术室,因此即使患者处于麻醉状态且处于斜躺状态,医生也可以在手术过程中以尽可能高的分辨率看到感光体。它还可以帮助医生迅速评估运动员(例如足球运动员头部受伤而离开场地)可能造成的脑部创伤。

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