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光学相干断层扫描可测量对心跳做出反应的眼睛力学

他们说,生活是用心跳来衡量的,而心跳可能很快会有助于衡量我们眼睛的健康。如果医生可以测量眼睛的脉搏以诊断角膜病变,那么结果可以挽救视力,还可以挽救生命。

每次心跳都会发出一道血液脉搏波,从而引起眼容量的很小但可测量的变化,从而导致眼内压瞬时升高。根据假设,即眼睛弹性或刚度的变化可能预示着重大的结构或功能变化,研究人员正在寻找精确测量眼部生物力学的方法。

SPIE研究员,休斯顿大学库伦工程学院生物医学工程教授基里尔·拉林(Kirill Larin)博士说:“准确测量角膜生物力学不仅会影响我们对诊断测试的临床解释,例如通过测量眼压或评估眼压的效果。药物疗法,还可以预测后眼疾病如青光眼的发作。” 当前,尚没有可用的可靠方法来对活眼中的角膜弹性进行定量测量。

为了满足这种临床需求,Larin博士的小组正在开发一种完全“无接触”评估角膜生物力学的新方法。对于患者而言,这种方法将促进对角膜疾病的医学理解,允许开发新的临床疗法和干预措施,并改善当前手术和治疗干预措施的结果。他们研究的最新步骤发表在SPIE的《生物医学光学杂志》(JBO)上。

可伸缩的眼睛

2013年,Rainer A. Leitgeb首次展示了使用相敏光学相干断层扫描(OCT)测量由于心跳引起的眼组织运动的可能性。受这项工作的启发,基里尔·拉林(Kirill Larin)的小组目前正在研究使用OCT进行弹性成像以推断角膜组织的机械性能。他们的方法称为心跳光学相干弹性成像(hb-OCE),使用心跳引起的眼压变化来推断角膜的机械性能。作者指出,从对猪的角膜组织进行的模拟得出的初步结果表明,参考眼压的波动来评估角膜的硬度对于评估活体组织中的角膜弹性可能是可行的,这是他们下一步的工作。

JBO主编Brian Pogue,达特茅斯学院Thayer工程学院MacLean工程科学教授说:“利用人体自身的运动来提取动态机械信息的概念已经在各种弹性成像中使用,但是由于距离小且对血液搏动的敏感性较高,因此与体内眼成像和传感具有特别好的相关性。这项突破性的研究将有助于对该概念进行临床测试的下一步。”

作者指出,Hb-OCE方法可能对于现场临床应用很有用,作为一种检测与眼部血液和血管相关的不同病理生理状况的方法,例如糖尿病等。

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