Forskare har utvecklat det första instrumentet som kan ge en detaljerad bild av hela ögat. Genom att införliva en lins som ändrar optiska parametrar som svar på en elektrisk ström, den innovativa tekniken kan producera bilder av högre kvalitet än för närvarande tillgänglig och kan göra ögonundersökningar snabbare och bekvämare för patienter genom att undvika att behöva genomgå avbildning med flera instrument för att titta på olika delar av ögat.

"Sjukdomar som glaukom påverkar både de främre och bakre delarna av ögat, "sade Ireneusz Grulkowski, vars forskargrupp vid Nicolaus Copernicus University, Polen, arbetat med Pablo Artals team vid Universidad de Murcia, Spanien utvecklar det nya bildsystemet. "Ett instrument som kan undersöka hela ögat kommer att förbättra patientens upplevelse eftersom de inte behöver genomgå bildbehandling med olika enheter. Det kan också en dag minska antalet instrument - vilket kan vara ganska dyrt - som behövs på en ögonläkarmottagning ."

I Optica , The Optical Society's journal for high impact research, forskarna visar att deras nya optiska koherens tomografi (OCT) bildsystem inte bara kan avbilda både framsidan och baksidan av ögat, men kan också avbilda gränssnittet för ögats glasögon med näthinnan och linsen med enastående detaljer. Denna nya bildförmåga kan göra det möjligt för forskare att bättre förstå hur den glasögon som fyller ögat interagerar med näthinnan och varför det ibland kan lossna med åldrandet.

"Vi vill också använda vårt instrument för att mäta opaciteter i ögats kristallins och glasögonen för att bättre förstå hur olika delar av ögat påverkar försämringen av synen, ", sa Grulkowski. "Vi tror att förmågan att mäta dessa opaciteter och andra egenskaper hos ögat som inte kunde undersökas tidigare kommer att öppna upp för många nya oftalmologiska tillämpningar för OCT."

Ökande bilddjup

Det nya systemet är baserat på ULT, som vanligtvis används för att förvärva mycket detaljerade, tvärsnittsbilder för oftalmologi. De flesta kliniska instrument är begränsade till avbildningsdjup på 2 till 3 millimeter, och det är svårt att växla mellan avbildning av ögats främre och bakre delar eftersom ögat består av element som böjer ljuset för att fokusera det på näthinnan.

För att övervinna dessa utmaningar, forskarna använde en elektriskt avstämbar lins för att bygga ett OCT-instrument som kunde fokusera ljuset på ett sätt som möjliggjorde helöga avbildning. Till skillnad från vanliga glas- eller plastlinser, som har fasta parametrar, de optiska egenskaperna hos en elektriskt avstämbar lins kan styras dynamiskt med hjälp av en elektrisk ström.

OCT -systemet införlivade också en nyligen kommersialiserad svept ljuskälla - en laser som kontinuerligt ändrar våglängd mycket snabbt. Den våglängdsinställbara lasern förbättrar upplösningen och hastigheten för OCT jämfört med system som använder andra ljuskällor. Forskarna integrerade höghastighetselektronik för att uppnå det bilddjup som är nödvändigt för att möjliggöra avbildning av hela ögat.

"Vi inkorporerade den elektriskt inställbara linsen i ett skräddarsytt system som representerar den senaste generationen av OCT-teknik, "sa Grulkowski." Vi bestämde oss för att visa att vi kunde avbilda både framsidan och baksidan av ögat utan att byta instrument. Dock, vi kunde också visa att vårt instrument förbättrade bildkvaliteten på OCT -bilderna. "

Forskarna använde sitt nya system för att mäta de anatomiska egenskaperna hos sju friska människors ögon. Mätningar beräknade med bilder från det nya systemet korrelerade väl med de som erhölls med en okulär biometer, standardkliniken som används idag.

Nästa steg

Forskarna arbetar nu med att optimera instrumentet för avbildning av hela glasögonen, inte bara där den gränsar till linsen och näthinnan. Glasögonen har inte studerats intensivt och är svår att avbilda eftersom den är mycket transparent. Möjligheten att avbilda hela glaskroppen kan göra det möjligt att använda OCT för att styra procedurer som involverar avlägsnande av glasögon från ögat, vilket ibland görs för att reparera näthinneavlossning.

Även om laboratorieversionen av uppsättningen är klar att använda, ytterligare steg kommer att vidtas för att översätta tekniken till kliniken. Forskarna fokuserar på att optimera skanningsområdena och utveckla bearbetningsverktyg för automatisk mätning av ögats dimensioner. Dessa förbättringar kommer att möjliggöra avancerade studier av de föreslagna skanningsregimerna på en grupp patienter med olika typer av opacifiering i ögat.