北大科研團隊提出一種多模態(tài)眼功能成像新技術(shù)
北京大學未來技術(shù)學院/深圳灣實驗室任秋實團隊提出了一項無創(chuàng)檢測眼神經(jīng)與視網(wǎng)膜動態(tài)氧代謝功能的多模態(tài)眼功能成像新技術(shù)。
本系統(tǒng)采用自動對焦技術(shù),一鍵實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,多光譜影像采集時間為1s,激光散斑影像采集時間為5s。圖2(a)展示了6波長多光譜影像結(jié)果(圖像中白字標識了對應(yīng)的波長),隨著波長的增加可以觀察到不同深度下的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)信息,對于病灶的診斷具有參考意義。此外,本系統(tǒng)提供了可擴展的光源接口,可以進一步擴展至12波長,不僅有助于視網(wǎng)膜不同分層的結(jié)構(gòu)信息分析,而且對于視網(wǎng)膜微循環(huán)組織成分分析也具有潛在價值?紤]到眼科醫(yī)生的讀圖習慣,本技術(shù)將470 nm、550 nm 和 600 nm多光譜圖像進行了彩色合成,如圖2(b)所示,合成所采用的波長可根據(jù)醫(yī)生需求個性化設(shè)置,通過彩色信息可以更加直觀地標識出相關(guān)病灶。血氧飽和度(血液中氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的含量百分比)是評估供氧情況的重要手段之一,在550nm波長下,氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的吸收能力近似相等;在600nm波長下,氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白的吸收能力相差較大;谶@一原理,本研究通過550nm和600nm多光譜圖像對視網(wǎng)膜血氧飽和度展開分析,如圖2(c),圖像中越接近于紅色代表越高的血氧飽和度;越接近于藍色代表越低的血氧飽和度。圖2(d)展示了受試者視網(wǎng)膜與脈絡(luò)膜的平均血流灌注圖像,圖像中越接近于白色代表越高的血液流速;越接近于黑色代表越低的血液流速。圖2(e)展示了視網(wǎng)膜血液流速隨心臟跳動所變化的搏動曲線,通過搏動曲線的分析不僅可以評估心率、收縮期時間、舒張期時間等信息而且對于血管彈性、血流動力學分析具有潛在價值。最后圖2(f)展示了不同時刻下視網(wǎng)膜血液流速分布圖,隨著心臟跳動,視網(wǎng)膜血液流速也呈現(xiàn)出周期性的增加與下降。圖像中白字標識了不同的時刻,越接近于紅色代表越高的血液流速;越接近于藍色代表越低的血液流速。 圖2.視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能成像結(jié)果。(a)多光譜圖像,圖像中白色文字為對應(yīng)波長; (b)彩色眼底合成圖像,通過470 nm, 550 nm 和 600 nm合成; (c)由550nm和600nm圖像計算的視網(wǎng)膜血氧飽和度分布圖,藍色環(huán)形區(qū)域用于計算視網(wǎng)膜平均血氧飽和度;(d)平均血流灌注圖像,圖像中顯示了視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜血管;(e) 視網(wǎng)膜微循環(huán)搏動波形 (f) 不同時刻下血流灌注圖像?s寫:SO2 血氧飽和度;LSC 激光散斑襯比值(1/ LSC2與血液流速正相關(guān)) 任秋實團隊多年來致力于多模態(tài)眼功能成像的技術(shù)開發(fā),團隊將持續(xù)深入地對本技術(shù)進行研究和優(yōu)化升級。該團隊目前正和各大醫(yī)院合作開展多模態(tài)眼功能成像分析技術(shù)在眼科、神經(jīng)內(nèi)科、心內(nèi)科以及腎內(nèi)科等的大樣本臨床研究,預(yù)期將對疾病的篩查、診斷以及預(yù)后展開更加全面的研究,讓心靈之窗為健康護航。 該研究得到了國家生物醫(yī)學成像設(shè)備基金、國家自然科學基金、北京市自然科學基金、深圳科技計劃深圳南山創(chuàng)新與業(yè)務(wù)發(fā)展基金的經(jīng)費支持。 |
1.行業(yè)新聞、市場分析。 2.新品新技術(shù)(最新研發(fā)出來的產(chǎn)品技術(shù)介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應(yīng)用領(lǐng)域及圖片); 3.解決方案/專業(yè)論文(針對問題及需求,提出一個解決問題的執(zhí)行方案); 4.技術(shù)文章、白皮書,光學軟件運用技術(shù)(光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔);
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