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手持式成像仪让窗户变成微小的眼睛

锂电池杜克大学的研究人员开发出一种手持探针,可以对婴儿眼中的个体光感受器进行成像。

这项基于自适应光学技术的技术将使医生和科学家更容易观察这些细胞来诊断眼病,并及早发现脑相关疾病和创伤。

光感受器是专门的神经元,其包括视网膜的光敏细胞,位于眼睛后部的中枢神经系统的延伸。视网膜通过视神经向大脑发送信号,然后视神经处理视觉信息。以前的研究表明,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创伤性脑损伤可以改变视网膜中的神经元结构。

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更高的图像分辨率。

虽然传统的AOSLO允许研究人员可视化各个感光细胞,但这种系统与台球桌一样大,成本高且极其复杂。它的使用仅限于能够直立观察几分钟的患者,这意味着它对幼儿或有认知或行动不便的成年人没有用处。

这款名为HAOSLO的新系统适用于手持式AOSLO,尺寸仅为4英寸×2英寸×5.5英寸,重量不到半磅。

杜克大学的研究人员通过改进光学,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,取代传统的AOSLO大型波前传感系统,这是一种可以检测眼睛引起的光线失真的光学元件。

该研究于8月23日刊登在Optica杂志上。

“其他研究人员已经证明,波前传感器可以被一种算法取代,但以前的算法还没有足够快或足够强大,不能用于手持设备,”生物医学工程系博士生Theodore DuBose说。杜克和论文的第一作者。“我们开发的算法比以前的技术快得多,而且准确。”

该工具在12名成人和2名儿童的临床试验中进行了测试,该团队展示了其捕获靠近中央凹的光感受器的详细图像的能力 - 视网膜中心的光感受器最小,视力最敏锐。

“我们的新工具快速而轻便,因此医生可以直接将其直接带给患者,探头可以让我们快速收集图像,即使有运动,”生物医学工程和眼科部门副教授Sina Farsiu说。 。“这些功能使我们能够开放可以从这项技术中受益的患者群。”

该工具的新设计使其特别适用于幼儿眼睛的成像。例如,早产新生儿患眼病的风险更大,如视网膜病变,如果不能快速诊断就会导致失明。研究人员还可以使用该工具通过对视网膜进行成像来跟踪儿童的早期大脑发育,视网膜与中枢神经系统一起发育。

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