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视网膜局部代谢异常是造成很多眼科疾病的元凶。对其准确测量有望解开很多眼科疾病的谜团,为诊断和治疗提供新的依据。
美国俄勒冈健康与科学大学(OHSU) 贾雅丽教授课题组研发了可见光OCT视网膜毛细血管血氧仪,用于大鼠毛细血管血氧饱和度测量。 该技术有望在人体对视网膜局部氧代谢速率进行无创测量。 2020年5月12日,《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了该项研究成果,题为“Retinal Capillary Oximetry with Visible Light Optical Coherence Tomography”。
该研究首先揭示了大鼠视网膜微血管网络形态结构,指出其与人类视网膜的异同点,发现了动静脉分支的特异性分布。
利用可见光OCT的超高分辨率,完美呈现了毛细血管以及视网膜神经纤维束。
借助独创的毛细血管提取方法,作者将整个毛细血管网络根据分支节点分成若干小段,并对每一小段毛细血管进行重新采样,配准等一系列处理,最终将各小段的光谱信号累计起来提高信噪比,并提出新方法准确寻找光谱对比度最强的血管底部,最终利用模型拟合得到该小段毛细血管的血氧饱和度。
在此基础上,作者揭示了毛细血管血氧饱和度随着血液流动方向的变化规律,并发现毛细血管血氧饱和度随血管阶数的增加而下降。
与此同时,作者研究了这些规律在不同氧含量呼吸的变化情况以及可能的解释。
作者还展示了该技术如何无创测量组织氧合水平,以及讨论了在测量局部氧代谢速率和应用于人体的可能性与挑战。
美国俄勒冈医科大学贾雅丽教授课题组博后皮少华为论文第一作者,贾雅丽教授为论文通讯作者。相关技术已申请国际发明专利。
贾雅丽教授于2011年获OHSU生物医学工程博士学位,2012年在Casey Eye Institute完成博士后训练并留校任教。现任眼科和生物医学工程系副教授。其研究领域包括生物光子学和成像学、OCT、OCTA、光谱OCT及其在眼科的临床应用。代表作为分频幅去相关血管成像术(SSADA),这是将OCTA从纯研究技术过渡到临床的重大突破。
皮少华博士于2016年获复旦大学理学博士学位,现在Casey Eye Institute进行博士后训练。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1073/pnas.1918546117
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