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撰稿 | R

01导读

    视网膜是由多层细胞组成的复杂组织，黄斑是视网膜的重要组成部分。黄斑负责我们的高视力视野，因此它使我们能够阅读，识别面部并挑选细节。
    但是随着年龄的增长，黄斑会退化。这可能会导致模糊的斑点或波浪线出现在视野中央，我们的眼睛就看不清楚了。

    近日，洛桑联邦理工学院（EPFL）工程学院的应用光子器件实验 Christophe Moser 教授课题组开发出新型设备，可以放大看到眼睛后部以前看不见的细胞。

    这项技术将对眼科医生非常有用，特别是在早期检测老年性黄斑变性和评估新的治疗方案方面。

该系统拥有对从视网膜色素上皮层到神经纤维层的细胞水平的在体成像能力，开启了对视网膜探索的新道路。

这种新型设备可以放大眼睛后部以前看不见的细胞。

02背景介绍

    在工业国家中，视网膜疾病是致盲的主要原因。在2020年，预计将有1.96亿将受到由于年龄增长而引起的黄斑退化的影响。
    然而在眼科临床上依然缺少对眼底细胞层面的微小病变的检测仪器。
    视网膜组织错综复杂，具有多层结构，同时由于像差，眼球的运动，对比度低等困难，视网膜成像是一项极具挑战性的任务。

图1.视网膜光学成像方法原理图

    这篇文章提供了新型的光学相位成像方法（transscleral optical phase Imaging，TOPI），具有大视野，成像速度快，细胞级别的分辨率和高对比度的优点。
与传统设备不同，传统设备将光发送到瞳孔的中心，这篇文章的设备是通过巩膜（即我们的眼睛白色）入射到网膜（如图1），这可以防止反射光，并让医生更好地观察细胞层，大大提高了临床意义。
    巩膜入射，反射的光经过晶状体通过自适应相机进行成像，这种方法可以适用于人体，同时可以显微成像。

03创新研究

    文章对视网膜色素上皮细胞进行了成像，通过计数统计发现了年轻人有较高的视网膜色素上皮细胞密度，老年人细胞密度则较低。
    同时TOPI系统观察到了毛细血管和神经纤维层（如图2），其中轴突束也清晰可见，这对于光学相干断层成像术和激光扫描眼底镜来说是难以企及的。

图2. 毛细血管和神经纤维层的TOPI成像

    为了进一步证明方法的通用性，研究人员还制作了新型的显微镜。
    作者观察了大鼠视网膜毛细血管及其周围细胞，并进行了OPI显微镜和荧光共聚焦显微镜的对比研究（如图3）。
    成像结果显示的周皮细胞的方向和用绿色荧光标记显示的信息一致。
    蓝色荧光标记的细胞核表明相位成像的方法也可以实现细胞核的高对比度成像。
    在对病变视网膜中的小胶质细胞进行绿色特异性标记后，证实了高分辨率OPI成像可以检测到这些病变的小细胞的能力。

图3. OPI显微镜和共聚焦显微镜的共定位

    TOPI是目前唯一一种快速，具有高对比度和细胞分辨率的对视网膜细胞成像的技术，它具有广阔的临床应用的前景。
    论文的作者，Timothé Laforest ， Mathieu Künzi 创建了一家创业公司—— EarlySight ，在医学界进一步开发和推广该技术。
    TOPI将加速我们对视网膜疾病的理解，为治疗评估定义新的形态学依据，并且可以帮助我们更好的理解其他神经退行性疾病。

    该文章被发表在Nature子刊《 Nature Photonics 》，题为“ Transscleral optical phase imaging of the human retina ”，Timothé Laforest，Mathieu Künzi，Christophe Moser为文章的共同第一作者。

原文链接：《Nature-光子学：眼病早期诊断 | 视网膜光学成像》

                    《Transscleral optical phase imaging of the human retina》

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