Los investigadores capturan detalles a nivel celular de la córnea curvada
Los enfoques de imágenes tradicionales adquieren un corte plano (rosa) que atraviesa varias capas de la córnea a la vez, lo que limita el campo de visión (izquierda). El nuevo enfoque OCT de campo curvo coincide con la curvatura de la córnea para proporcionar un área de imagen más grande (derecha). Crédito: Viacheslav Mazlin, The Langevin Institute
Los investigadores, por primera vez, han adquirido imágenes de tomografía de coherencia óptica (OCT) de las capas curvas de la córnea de una persona con detalles a nivel de celda y una gran área de visualización. El nuevo instrumento OCT permite un mejor seguimiento de las enfermedades oculares, así como de las condiciones generales de salud, como la diabetes, que alteran la densidad de los nervios en la córnea.
«Como la parte curva más externa del ojo, la córnea ofrece una ventana transparente a las condiciones de salud oculares y generales», dijo el autor correspondiente Viacheslav Mazlin, del Instituto Langevin, una unidad de investigación conjunta entre ESPCI París y CNRS en Francia. . «La resolución a nivel celular y la gran área de visualización disponible de nuestro instrumento son ideales para monitorear enfermedades de la córnea como la disfunción endotelial y las condiciones diabéticas generales, comprender su evolución a escala biológica y evaluar cuantitativamente la eficacia de nuevas estrategias de tratamiento».
En Optica, la revista de investigación de alto impacto de The Optical Society (OSA), Mazlin y un grupo multiinstitucional de colegas describen su nuevo dispositivo OCT de campo curvo, que proporciona secciones ópticas de alta resolución con un área diez veces mayor más grande que los dispositivos clínicos utilizados actualmente para el diagnóstico de la córnea. La combinación de alta resolución con una gran área de visualización permite un recuento más preciso de células y nervios para diagnosticar enfermedades y reduce la posibilidad de pasar por alto un área afectada por la enfermedad.
Mejora de la cirugía de cataratas
A La vista de alta resolución con un área de imagen grande es particularmente importante para mejorar los resultados de las cirugías de cataratas. La cirugía de cataratas provoca una pérdida de células endoteliales, y si el número de esas células cae por debajo de un valor umbral crítico, entonces la persona puede necesitar un trasplante de córnea.
«Los médicos frecuentemente realizan recuentos de células endoteliales antes de la cirugía de cataratas para garantizar habrá suficientes células endoteliales para preservar la córnea después de la cirugía», dijo la coautora Kristina Irsch de la Universidad de la Sorbona en Francia. «Debido a que nuestro instrumento proporciona un área de visualización mucho más grande que los dispositivos clínicos existentes, podemos contar más células, lo que permite una evaluación más precisa de la salud de la córnea y mejora potencialmente las predicciones y los resultados quirúrgicos».
El nuevo La técnica se basa en OCT, una técnica de imagen no invasiva de alta resolución que se usa comúnmente para adquirir imágenes transversales de la retina. La OCT adquiere cortes ópticos delgados mediante la interferencia entre la luz de la muestra y la luz de un espejo ubicado en un brazo de referencia óptica adicional.
Para capturar imágenes de una muestra curva, como una córnea, los investigadores reemplazaron la parte plana espejo (izquierda) de una configuración tradicional de OCT de campo completo con una lente óptica curva (derecha). La lente curva aplana ópticamente las imágenes adquiridas. Crédito: Viacheslav Mazlin, The Langevin Institute
El enfoque OCT de campo completo existente se desarrolló para adquirir secciones ópticas paralelas a la superficie del ojo. Todo el corte es capturado por una cámara 2-D. Sin embargo, adquirir un corte plano a través de una muestra curva como la córnea cortaría varias capas corneales a la vez, lo que limitaría el campo de visión.
Para capturar secciones ópticas que coincidan con la curvatura de la córnea, en otras palabras, ópticamente Para aplanar la córnea, los investigadores utilizaron una configuración OCT de campo completo en la que el espejo plano del brazo de referencia óptica adicional se reemplaza por una lente óptica curva. La cámara 2-D captura todos los píxeles dentro del área de visualización al mismo tiempo, lo que hace que este enfoque sea inmune a los artefactos que pueden surgir con otras configuraciones de OCT.
«La capacidad de usar campo completo y OCT de campo para obtener imágenes de los ojos de las personas donde el ojo se mueve constantemente se hizo posible recientemente, gracias al desarrollo de cámaras avanzadas con velocidades más altas y mejores capacidades de detección de luz», dijo el líder del equipo de investigación Claude Boccara del Instituto Langevin.
Probando el dispositivo
Después de probar el dispositivo en un objetivo plano y un modelo de ojo, lo usaron para obtener imágenes de la córnea de una persona sana. Esto requería centrar el instrumento en el vértice de la córnea, el punto de máxima curvatura, mientras el ojo se movía. Lo lograron colocando el dispositivo en una etapa de traducción XYZ motorizada que se podía mover con un joystick.
Con esta configuración, la alineación tomó solo unos minutos, mientras que la captura de imágenes se completó en una fracción de segundo. segundo. El dispositivo capturó con éxito cortes de células nerviosas y endoteliales de la córnea de la persona con un área de visualización sin precedentes de más de 1 milímetro cuadrado.
El nuevo dispositivo también podría tener aplicaciones más allá de la oftalmología. «Nuestro dispositivo es universal y puede resultar útil para estudiar cualquier tipo de muestra transparente que muestre una estructura curva», dijo Mazlin.
Los investigadores afirman que el dispositivo está listo para su uso en investigaciones clínicas. Están trabajando para incorporar funciones que mejorarían la experiencia de los médicos, como el recuento automático de células y procedimientos de alineación más sencillos. También planean aumentar aún más el área de visualización con solo una ligera reducción en la resolución.
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Ojo parpadeando en un chip Más información: Viacheslav Mazlin et al, Tomografía de coherencia óptica de campo curvo: imágenes de campo grande de células y nervios corneales humanos, Optica (2020). DOI: 10.1364/OPTICA.396949 Información del diario: Optica
Proporcionado por The Optical Society Cita: Los investigadores capturan detalles a nivel celular de la córnea curva (23 de julio de 2020 ) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-capture-cell-level-cornea.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.