تصویربرداری چند جزئی از چشم می تواند به تشخیص بیماری چشمی کمک کند

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

تکنیکی به نام الاستوگرافی همدوسی نوری طنین دار (RevOCE) کشش یا سفتی ساختارهای چشم را با وضوح بالا اندازه گیری می کند. — چگونه کار می‌کند: تکنیک تصویربرداری غیرتهاجمی نیروی تشعشع صوتی و توموگرافی انسجام نوری را ترکیب می‌کند تا نقشه‌های سرعت موج الاستیک سه‌بعدی از اجزای متعدد چشم را به طور همزمان تولید کند. سمت چپ: تصویر مقطعی از نقشه سرعت موج بخش قدامی کره چشم که اجزای مختلف چشم را نشان می‌دهد: لنز (L)، عنبیه (I)، قرنیه (C) و صلبیه (S). سمت راست: نمودار میله ای که سرعت موج الاستیک این اجزا را مقایسه می کند. (با احترام: Mekonnen *و همکاران/*doi: 10.1117/1.JBO.28.9.095001)

یک تکنیک جدید خواص بیومکانیکی چشم را با وضوح الاستیک بسیار بهتری نسبت به روش‌های فعلی ارزیابی می‌کند و امیدها را برای تشخیص و درمان‌های موثرتر افزایش می‌دهد. رویکرد جدید که توسط محققان دانشگاه هیوستون در تگزاس در ایالات متحده ارائه شده است، با نام الاستوگرافی انسجام نوری بازتاب دهنده نیروی تابش صوتی چند کانونی شناخته می شود و همچنین ممکن است درک ما را از نحوه عملکرد اجزای مختلف چشم بهبود بخشد.

چشم‌ها اندام‌های بسیار پیچیده‌ای هستند که از چندین نوع بافت تخصصی تشکیل شده‌اند که به حفظ فشار داخل چشم کمک می‌کنند و بنابراین به ما اجازه می‌دهند به وضوح ببینیم. با این حال، این عملکرد طبیعی بیومکانیکی در بیماری هایی مانند قوز قرنیه و گلوکوم مختل می شود. درک چگونگی وقوع این تغییرات برای تشخیص و درمان پاتولوژی های چشمی حیاتی است، اما برای امکان پذیر شدن آن، پزشکان باید بتوانند ویژگی های بیومکانیکی مانند سفتی را ارزیابی کنند. روش های فعلی انجام این کار محدودیت های مهمی دارد. برای مثال، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI)، پرهزینه است و به بیماران نیاز دارد که برای مدت طولانی بی حرکت بمانند. این شامل حرکت نکردن چشم‌ها نیز می‌شود، زیرا حتی حرکات کوچک می‌تواند منجر به خطا در اندازه‌گیری شود.

ایجاد نقشه های کشسانی دو بعدی یا سه بعدی

در مطالعه جدید، محققان به رهبری مهندس زیست پزشکی کریل لارین از تکنیکی به نام الاستوگرافی همدوسی نوری طنین دار (RevOCE) برای اندازه گیری کشش یا سفتی ساختارهای چشم با وضوح بالا استفاده کرد. RevOCE شامل استفاده از یک منبع نور کم مصرف برای اسکن حجم خاصی از کره چشم و سپس تشخیص الگوهای تداخل پیچیده تولید شده توسط امواج مکانیکی ارتعاشی است که متعاقباً در بافت چشم منتشر می شود. سپس از این الگوها برای ایجاد نقشه های کشسانی دو بعدی یا سه بعدی منطقه مورد مطالعه استفاده می شود.

اشکال این است که الگوهای تداخل پیچیده امواج مکانیکی به سختی تولید می‌شوند و روش‌های معمول برای انجام این کار مستلزم این است که منبع امواج - یک تکان دهنده مکانیکی - مستقیماً با بافت‌های چشم تماس پیدا کند. این می تواند برای بیمار بسیار ناراحت کننده باشد.

نوآوری لارین و همکارانش تولید امواج برشی پژواک با RevOCE به روشی بسیار کمتر تهاجمی، بدون به خطر انداختن وضوح بود. سیستم جدید آنها شامل یک سیستم تابش صوتی چند کانونی (ARF) با یک ژنراتور اولتراسوند است که به مجموعه‌ای از لنزهای آکوستیک متصل می‌شود. این لنزها امواج اولتراسوند را برای تولید سه پرتو متمایز ARF با فاصله چند میلی متری از هم متمرکز می کنند. این پرتوها سپس از طریق یک ناحیه هدف در داخل چشم فرستاده می‌شوند، جایی که امواج برشی ارتعاشی را القا می‌کنند که می‌تواند توسط دستگاه توموگرافی انسجام نوری شناسایی شده و پس از پردازش، نقشه الاستوگرافی سه بعدی کل کره چشم بازسازی شود.

درک عملکرد کلی چشم

محققان تکنیک خود را روی آن آزمایش کردند شرایط ازمایشگاهی کره چشم موش را تایید کرد و تایید کرد که می تواند نقشه های سرعت موج برشی را در ساختارهای مختلف چشم از جمله قرنیه، عنبیه، عدسی، صلبیه و شبکیه ایجاد کند. آنها دریافتند که سرعت امواج در اجزای چشم مانند ناحیه آپیکال قرنیه و مردمک عنبیه متفاوت است. شاید تعجب آور نباشد، اما آنها همچنین دریافتند که سرعت موج در مناطق مختلف یک جزء، مانند راس و حاشیه قرنیه، متفاوت است. این بدان معناست که ساختارهای ظاهراً یکنواخت در چشم دارای خواص بیومکانیکی غیریکنواختی هستند - چیزی که ممکن است برای عملکرد سالم آنها مهم باشد.

لارین می‌گوید: «تکنیک ما بینش‌های ارزشمندی را در مورد اینکه چگونه اجزای مختلف چشم سفتی نسبی خود را حفظ می‌کنند، ارائه می‌کند، و بینش‌هایی که به دست آورده‌ایم به ایجاد درک دقیق از نحوه تعامل این اجزا با یکدیگر کمک می‌کند.» در واقع، او اضافه می کند که اطلاعات به دست آمده در طول این کار، که به تفصیل در مجله اپتیک زیست پزشکی، می تواند به محققان و پزشکان کمک کند تا روابط بیومکانیکی را در اجزای چشمی فردی و بین اجزای مختلف تجزیه و تحلیل کنند. این برای درک عملکرد کلی چشم در چشم های سالم و همچنین برای تشخیص و پایش آسیب شناسی ها مهم خواهد بود.

سالیتون های لیزر فیبر جدید می تواند جراحی چشم را بهبود بخشد

او می‌گوید: «بسیاری از بیماری‌ها و بیماری‌های چشمی، مانند گلوکوم، چندین مؤلفه چشمی را به طور همزمان تحت تأثیر قرار می‌دهند.» دنیای فیزیک. با ارزیابی خواص بیومکانیکی کل کره چشم، مانند رویکرد ما، تشخیص این بیماری ها در مراحل اولیه، حتی قبل از اینکه علائم در اجزای خاص ظاهر شوند، ممکن می شود. تشخیص زودهنگام می تواند منجر به درمان های موثرتر و حفظ بینایی شود.

علاوه بر این، نظارت بر چگونگی تغییر خواص بیومکانیکی کل کره چشم در طول زمان برای ردیابی پیشرفت بیماری ضروری است. لارین می‌گوید: «برخی بیماری‌ها ممکن است ابتدا یک جزء را تحت تأثیر قرار دهند، قبل از اینکه دیگران را تحت تأثیر قرار دهند. با ارزیابی کل کره چشم، پزشکان می توانند تکامل بیماری را بهتر ارزیابی کنند و برنامه های درمانی را به موقع تنظیم کنند.

La دانشگاه هوستون تیم اکنون قصد دارد تکنیک اصلاح شده RevOCE خود را اصلاح و اعتبار سنجی کند. این شامل انجام خواهد شد در داخل بدن مطالعات و بررسی کاربردها در نظارت بر پیشرفت بیماری و نتایج درمان در مدل‌های مختلف حیوانی و در نهایت در انسان. لارین می‌گوید: «ما همچنین علاقه‌مندیم که علاوه بر چشم، استفاده از آن را به سایر نواحی بدن نیز بسط دهیم - برای مثال، برای ارزیابی غیرتهاجمی خواص بیومکانیکی بافت‌های عمیق».