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诊断成像

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对比度增强的OCT可视化视网膜中的血管泄漏

09 Apr 2021
Contrast-enhanced OCT

血管泄漏是一种重要的生物标志物,用于评估视力威胁性视网膜疾病,如年龄相关的黄斑变性和糖尿病视网膜病变。荧光血管造影,目前用于识别血管泄漏的成像考试缺乏深度分辨率,可以妨碍泄漏血管的识别和精确定位。光学相干断层扫描(OCT)是一种新的临床眼科成像技术,可提供高分辨率图像和快速的体积扫描。然而,迄今为止,OCT无法可视化血管泄漏。

研究人员在 维也纳医科大学 正在开发一种新的OCT方法,外源性对比增强OCT(Excel-OCT),其测量示踪剂颗粒的扩散泄漏脉管系统。写作 生物医学光学表达, 它们描述了使用OCT造影剂在实验室小鼠中可视化跟踪血管的跟踪颗粒的缓慢渗透。在单次扫描中,Excel-OCT提供了在空间和时间上共同登记的高分辨率结构,血管造影和泄漏信息,可分离。

研究人员使用了一种用于啮齿动物眼镜成像的定制OCT OCTHTHALMOCUPE。对于造影剂,它们选择intralipid 20%,脂质颗粒的乳液,其可以显着改善OCT强度和血管造影信号。

Conrad Merkle

主要调查人员 Bernhard Baumann.康拉德梅尔克尔, 的 医疗物理和生物医学工程中心而同事将小鼠的眼睛成像,具有泄漏的视网膜脉管系统和对小鼠。为了跟踪示踪剂颗粒的泄漏,它们进行了多种血管仪扫描(使用传统的3D血管造影协议,在注入OCT造影剂之前和之后,使用数据生成血管造影和泄漏图。

研究人员使用后处理以补偿运动和压平视网膜。它们还开发了新的数据处理方法,以突出来自外向鞘内粒子的散射信号。为了区分各种信号,它们使用选择性去相关栅极。

“关键的想法是静态组织中的OCT信号将慢慢去筛,因为组织没有移动,”研究人员解释说。 “由于红细胞和穿过体素的脐纤维颗粒,血管内的信号将迅速去筛。通过较慢的扩散过程而不是血流驱动的鳞状粒颗粒将具有落在两者之间的脱纸率。”因此,它们期望在泄漏容器周围观察到更强烈的脱发和扩散信号。

研究人员使用了长时间的时间来突出扩散示踪剂颗粒。它们通过减去不同滞后时间的血管造影信号来创建Excel信号,以特别突出不同扩散速率的泄漏并去除血管内信号。它们还创建了深度配置文件,泄漏地图和飞行视频,显示泄漏随着时间的推移。

造影剂显着增加了生长成视网膜病变的新生血管(新血管)的可见性。随着时间的推移,可以跟踪血管泄漏,结果表明,在施用对比度之后,作为信号的圆形或球形绽放,可以明显地升高。研究人员通过盲目分级83泄漏和控制卷确认了这一发现。

除了在3D中显示泄漏之外,研究人员还证明了大部分情况下,漏电信号可与血管造影信号分离,这不是传统荧光方法的情况。彩色编码和覆盖血管造影和泄漏数据显示泄漏环绕的血管。

研究人员注意到,目前的系统产生了大量的假阳性泄漏信号,并且它们不能完全区分从静态组织的慢血管内流量或散装运动的扩散。随着OCT系统变得更快,运动补偿软件的提高,Excel测量的较高时间分辨率和更短的间隙时间可能会改变这一点。

该团队将这项工作描述为“未来的起点” 体内 3D容量泄漏研究“注意到新方法可以在全球传统的OCT系统中轻松实现。

“我们希望继续改善我们可以在临床上使用的点的方法,”Merkle讲述 物理世界。 “要这样做,我们需要继续开发方法和后处理以提高信号质量并减少假阳性信号,调查替代源的对比度,和/或改善造影剂以增加敏感性和减少剂量。我们对前两种选择最感兴趣,因为纳米粒子制造是其他研究群体已经以巨大的调查进行调查。“

“超越这项工作对血管泄漏,我们还研究了极化敏感和可见光OCT系统的硬件开发,小动物疾病模型的纵向研究,和 离体 人脑组织的成像,“Merkle补充道。 “我自己的项目目前专注于通过软件而不是硬件改善临床OCT。我们希望通过在现有临床系统的局限性内工作,我们可以开发与需要新的OCT系统的硬件的解决方案更大规模和更低的成本,以更大规模和更低的成本开发方法。“

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者