Biomed Opt Express：无波前传感器自适应光学相干断层成像（WSAO-OCT）在人视锥细胞镶嵌体活体成像中的应用

本文由 北京心联光电科技有限公司 整理汇编

2022-05-17 13:40 403阅读次数

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• Biomed Opt Express：无波前传感器自适应光学相干断层成像（WSAO-OCT）在人视锥细胞镶嵌体活体成像中的应用

  无波前传感器自适应光学相干断层成像（WSAO-OCT）是一种用于体内高分辨率、深度分辨成像的新型成像技术，它改善了基于传感器的自适应光学设计中的一些问题。这项技术用深度分辨、图像驱动的优化算法取代了Hartmann-Shack波前传感器，其度量基于实时获取的OCT体积。本研究中，Kevin S. K. Wong等使用必需的定制超高速GPU处理平台和快速模式优化算法，实现了人视网膜的实时、体内、无波前传感器AO校正成像。WSAO-OCT尤其有助于开发临床高分辨率视网膜成像系统，基于其能够允许使用紧凑、低成本且稳健的透镜自适应光学设计。本文将WSAO-OCT系统用于人感光细胞镶嵌体体内成像，通过对视网膜上的几个偏心点成像，对该系统性能进行了验证，并证明了WSAO补偿能够改善对光感受器的可见度。文章以“In vivo imaging of human photoreceptor mosaic with wavefrontsensorless adaptive optics optical coherence tomography”为题发表于Biomed Opt Express.。[详细]

  2022-05-17 13:40

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• J BIOMED OPT：用于小鼠视网膜体内成像的自适应光学OCT

  视觉研究中，视网膜疾病的小动物模型非常重要，无创高分辨率的体内鼠视网膜成像是该领域应用的重要工具。加拿大研究人员Yifan Jian等介绍了一种用于小鼠体内视网膜高分辨率成像的定制傅里叶域光学相干断层成像（FD-OCT）设备。为了克服小鼠眼畸变，在折射FD-OCT系统的采样臂中引入一个商用自适应光学系统。使用折射抵消透镜减少了角膜的低阶像差和镜面反射。文章还描述了一种用于修正小鼠眼残余波前像差的自适应光学（adaptive optics, AO）系统的性能，展示了有无AO校正的活体内AO FD-OCT图像。体内成像结果表明视网膜图像中毛细血管和神经纤维束的亮度和对比度得到了改善。文章以“Adaptive optics optical coherence tomography for in vivo mouse retinalimaging”为题发表于J BIOMED OPT。 [详细]

  2022-05-17 13:39

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• J BIOMED OPT：多尺度无传感器自适应光学OCTA在体内人体视网膜成像系统中的应用

  本研究提出了一种多尺度SAO OCT，能够在1.7 mm光束直径入射到角膜的标准OCT模式和5.0 mm光束直径入射到角膜的高NA-OCT模式下成像。利用光的偏振特性和一个可变形元件来改变入射人眼的波前，系统设计相对简单和紧凑。SAO算法的性能在等平面斑块中得到了验证，显示了清晰的光感受器镶嵌图像和形成Yellott环的空间频率分布模式。结果表明，在视场为3°× 3°(900 μm × 900 μm)的视场面积大于等平面贴片的区域，像差校正是有效的。此外，通过应用多重bm扫描协议，验证了SAO-OCT-A在两种不同成像模式下的成像性能。从OCT-A成像结果来看，标准OCT-A成像可以在15°× 15°(4.5 mm × 4.5 mm)的FOV上看到血管，高分辨率OCT-A成像可以观察到更详细的血管和毛细血管。结果表明多尺度SAO-OCT-A系统具有很强的临床应用潜力。[详细]

  2024-09-30 06:24

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• BIOMED OPT EXPRESS：利用OCTA在3秒内对视网膜中央凹旁循环进行成像

  本研究中展示了一种高速、光谱域无传感器的AO-OCTA仪器，可同时对所有视网膜丛的视网膜毛细血管进行高分辨率成像。相对于商业OCTA，实现了中间和深层丛的可视化改进。通过添加平行条带配准的后处理运动校正，AO-OCTA以出色的毛细血管分辨率提供了视网膜血流的深度分辨和无运动伪影的血管造影照片。[详细]

  2024-09-30 16:09

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• Biomed. Opt. Express：PS-OCT无偏振伪影成像活体组织微血管

  当使用光学相干断层扫描血管造影术（OCTA）对双折射样本成像时，由于正交信号中的血流，相位延迟可能出现与相位变化相反的情况，因此在导出OCTA信号时可能出现抵消效应。而这种效应会削弱OCTA探测血管信息的能力，导致对Z终OCTA图像的错误解释。华盛顿大学研究人员PEIJUN TANG等演示了使用偏振敏感光学相干断层扫描（PS-OCT）成像活体样本中的微血管信息，而不产生偏振伪影。该系统配有扫描源OCT（SS-OCT），结合了两种成像模式：OCTA成像和偏振敏感成像。PS-OCT用于提供双折射对比度，其中颜色编码的斯托克斯参数用于获得高对比度偏振态图像。OCTA用于获取高分辨率的功能性微血管网络图像。利用双通道PS-OCT结构的优点，消除了OCTA血管成像中偏振伪影。所提出的PS-OCTA系统被用于在体内可视化人体皮肤的双折射组件和血管网络。在临床前和临床双折射组织样本的脉管系统研究中，将发挥出一定作用。文章以“Polarization sensitive optical coherence tomography for imagingmicrovascular information [详细]

  2022-05-23 11:50

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• Quant Imaging Med Surg：多尺度、多对比度、无传感器的自适应光学OCT成像

  本研究扩展了基于透镜的SAO系统，实现每个FOV下以Z大分辨率多模态、多尺度成像，实现在内部视网膜MSC可视化中表征视网膜脉管系统和RPE层的能力。以小改动、低成本满足临床功能。此外在大小FOV中可视化局部微血管，以及通过DOPU对比表征RPE的拓扑和变形，能够为视网膜病理研究提供很大帮助。MSC成像可能实现使用单一仪器检测和分析RPE层中度甚至细微的变形[详细]

  2022-05-13 15:33

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• J Biomed Opt：长距离swept-source OCTA在皮肤微循环成像方面的优越性

  临床皮肤病学对成像工具的需求越来越大，以便能在人体不同皮肤部位进行活体、宽域的形态和功能检查。传统的基于光谱域光学相干层析成像的血管造影（SD-OCTA）系统受限于灵敏度滚降、成像范围以及成像速度而难以满足这些要求。为了减轻这些问题，华盛顿大学研究人员Jingjiang Xu等通过使用基于垂直腔面发射激光器的扫频源，开发出了一种swept-source OCTA （SS-OCTA）系统，并比较了SS-OCTA和SD-OCTA之的性能。得益于高系统灵敏度、长成像范围和优越的滚降性能，SS-OCTA系统在对人体皮肤成像方面的性能优于SD-OCTA系统，不仅允许结构和脉管系统的显著深度可视化（穿透高达2 mm），同时具有更宽视野能力（高达18 × 18平方毫米），能够更全面地评估从浅表表皮到深层真皮层的形态特征和功能性血管网络。预计SS-OCTA系统的优势将为临床转变提供基础，帮助现有皮肤病学实践的进行。文章以“Long ranging swept-source optical coherence tomography-based angiographyoutperforms its spe[详细]

  2022-05-23 14:09

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• 通过定量光学相干断层血流成像评估年龄相关的脑部血管和血流的变化

  大量研究表明在人或动物逐渐衰老的过程中伴随着大脑血管结构和功能的改变，这可能是导致大脑血流循环受损和神经变性的风险增加的原因之一，这与如阿尔兹海默症，帕金森等衰老相关的脑部疾病的发生有关。因此探究脑部血流及微血管在衰老过程中的变化是十分重要的一环，目前几乎没有能呈现这种变化的方法，因此在本研究中研究者取得了巨大的突破，作者使用三维（3-D）定量光学相干断层扫描血管造影（OCTA）来检查年龄在16个月的老年小鼠和2个月大的年轻小鼠的大脑，并记录和分析体感皮层的脑血管和血流动力学的特征差异。定量指标包括皮质血管形态，脑血流灌注量（CBF）和毛细血管流速。结果表明，与年轻小鼠相比，老年小鼠软脑膜动脉弯曲度增加14%，毛细血管密度降低15%，血流量降低33%。Z重要的是，此研究S次量化了随年龄增长毛细血管速度和血流的不均匀性的变化，结果显示年轻小鼠毛细血管平均速度增加21%（p<0.05），老年小鼠的脑部毛细血管血流不均匀性增加19%（p≤0.05）。在这个成像平台上，先进的OCTA算法能够对毛细血管速度进行精确的定量评估。[详细]

  2022-05-11 11:15

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• 小鼠脑部深层光学相干断层扫描血管成像：海马体深度微血管成像

  海马体与大脑的记忆功能和导航功能相关，啮齿动物的海马体常被用来作为研究神经生理学的模型系统例如研究神经可塑性等。该部位的血管变化与脑部疾病密切相关，例如阿尔茨海默氏病，痴呆和癫痫病。小鼠海马体周围的血管成像可能有助于进一步阐明这些疾病的潜在机制。光学相干断层扫描血管造影（OCTA）是一种新兴技术，可以提供无标签的血流信息。由于海马体是小鼠大脑的深层结构，因此直接使用OCTA和其他显微成像方式对血管网络进行可视化一直是医学影像学的研究挑战之一。目前已有使用多光子显微镜对海马血管进行了成像，但是使用此技术时，必须用荧光探针标记。而在此研究中研究者Kwan Seob Park等人使用1.7μm扫描OCT系统对小鼠海马体结构进行了无标签和无创微血管成像。成像结果表明，具有一定穿透能力的OCTA系统可以可视化海马不同部位与大脑深部区域相对应的血流。[详细]

  2022-05-11 11:18

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• CellPress综述：光学显微技术和相干断层扫描技术在活体癌症研究中的应用

  活体显微成像（IVM）和光学相干断层扫描（OCT）是两种强大的光学成像工具，能够在活体动物中，观察亚细胞水平的动态活动。结合标记和无标记技术的，IVM和OCT在临床前和临床癌症成像方面得到非常广泛的应用，包括肿瘤的解剖学、生理学、肿瘤内细胞迁移和肿瘤的分子学动力。这些应用对阐明癌症生物机制、研究肿瘤的复杂生理、细胞和分子行为起到了极大帮助。同时IVM和OCT技术也在不断发展进步以适用于更多领域。如非线性光学显微镜技术的发展使得能用无标签的IVM对癌症胞外基质进行成像。新的光学设计和算法推动了无标签的OCT技术的发展，使得OCT能够能精确的检测肿瘤边缘和脉管系统。同时荧光标签技术促使IVM可用于追踪肿瘤干细胞、观察肿瘤进展中肿瘤内遗传多样性、追踪治疗过程中各种免疫细胞的迁移。OCT造影剂提高了OCT的灵敏度，使其能够对肿瘤及其周围的生理、分子表达、细胞行为进行成像。此外在双模内窥镜中结合使用IVM和OCT，使得我们能够对一些腔内位置进行更有效更彻底的癌症筛查，如胃肠道和膀胱，本文意在阐明每种成像技术的优缺点，重点关注过去5年来IVM和OCT在活体癌症成像领域的重要进展、关键技术的发展[详细]

  2022-05-10 10:54

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• Optics Letters：OCT啮齿动物脑无创活体成像

  生物组织中，近红外波长较长通常散射较少，水吸收较多。加利福尼亚大学研究人员Jun Zhu等展示了一个以2.1 μm为中心的光学相干断层扫描（OCT）系统，其带宽落在2.2 μm的水吸收光学窗口内，用于啮齿动物大脑的体内成像。成像结果显示，使用2.1 μm光在颅骨中的OCT信号衰减实际上比1.3 μm更少，并且对多次散射拖尾也不太敏感。此外2.2 μm窗口能够直接光谱OCT评估组织含水量。因此通过进一步优化，2.2 μm OCT将在低含水量组织（如骨）以及可能进行广泛平均以补偿吸收损失的应用中具有优势。文章以“Noninvasive, invivo rodent brain optical coherence tomography at 2.1 microns”为题发表于Optics Letters。[详细]

  2022-05-23 14:28

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• J Biomed Opt：动态聚焦OCTA对皮质脉管系统进行成像和绘图

  光学相干断层扫描（OCT）血管造影术能够对血管系统进行无标记成像，是基于血管中的动态散射特性。然而要对OCT血管造影数据中的血管网络进行定量体积分析，仍有一定难度。多重散射拖尾（成像几何图形特有的伪影）使血管形态的自动评估存在一定困难。加利福尼亚大学研究人员Conor Leahy等证明，选用数值孔径较高的动态聚焦的光学相干显微术（OCM）血管造影术，会使散射长度大大超过景深，可显著降低多重散射拖尾产生的的不利影响。利用改善后的血管图像质量，研究人员设计并定制了一种可以自校正的自动绘图方法，实现了从OCM血管造影术数据集中重建皮质微血管，其精确度接近训练有素的操作员。该自动化技术将对健康和疾病中更广泛的血管网络研究有极大促进作用。文章以“Imaging and graphing of cortical vasculature using dynamically focusedoptical coherence microscopy angiography”为题发表于Journalof Biomedical Optics。[详细]

  2024-09-18 18:10

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• 光学相干断层扫描的癌症成像：临床前进展和临床潜力

  上一篇文章中我们重点介绍了新型OCTA影像学技术，在这篇文章中我们将通过国际顶尖期刊NATURE REVIEWS CANCER（影响因子：51.848）中的一篇经典综述来进一步了解光学相干断层扫描成像技术（OCT）吧！ 简单的说OCT 技术以迈克尔逊干涉原理为核心，基于弱相干光信号探测，获取样品的背向反射和背向散射光信号，再通过横向扫描获得多个 A-scan信息，重建得到组织横断面图像；Z后再通过纵向扫描进而获得样品的三维立体图像。相比于传统的影像学技术， OCT 凭借其高时间分辨率、高空间分辨率的非接触、快速、无创的优点，可实现高分辨活体三维无标记成像。因此，在医学界，它成为了一种极具吸引力的前沿技术。 近十年来，OCT 技术得到了的高速发展与进步，在眼科学、生物医学、工业界等领域取得了令人瞩目的成就。这些进展大大推动了眼科，心脏病学和胃肠道癌筛查的商业化和临床应用。近年来OCTA技术与血管内OCT技术的发展，为临床前活体内癌症成像临床应用开发，提供了一系列令人兴奋的新功能，不仅可以实现高分辨组织内部结构成像，还可以探测和监测体内癌症的进展和反应的功能相关信息。 [详细]

  2022-05-06 14:17

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• 光学相干断层扫描的癌症成像：临床前进展和临床潜力

  我们可以相信OCT技术在科研以及临床诊断和治疗中的应用前景广阔，可以在多种学科，多种类型的研究中都能提供巨大的能量。目前，已经可以看到OCT技术在除眼科之外的临床应用上拥有巨大潜力。随着OCT技术的发展，OCT技术将来来提供肿瘤内微血管系统的高分辨率可视化。[详细]

  2022-05-12 14:00

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• 使用多焦点光学相干断层扫描实现皮肤组织细胞快速成像

  光学相干断层扫描(OCT)是一种强大的工具，提供无创的组织学成像。然而，与其他光学显微镜工具一样，需要高数值孔径(N.A.)透镜来产生紧密聚焦，从而产生窄景深，这就需要动态聚焦并限制成像速度。为了克服这一限制，我们开发了一种产生多轴向焦点的超表面平台，通过提供多个焦平面来提高体积OCT成像速度。该平台对产生的轴向焦点的数量、位置和强度提供准确和灵活的控制。直径为8毫米的全玻璃超表面光学元件由熔融硅片制成，并应用于我们的扫描OCT系统中。在所有深度的恒定横向分辨率为1.1 μm，多焦点OCT将皮肤学成像的体积采集速度提高了三倍，同时仍然清晰地显示角质层、表皮细胞和真皮-表皮连接的特征，并提供形态学信息作为基底细胞癌的诊断标准。在稀疏的样品中，成像速度可以进一步提高，例如7倍的7焦光束。总之，这项工作证明了基于超表面的多焦点OCT用于快速虚拟活检的概念，进一步为开发具有高分辨率和紧凑体积的快速体积成像系统提供了见解。[详细]

  2023-07-25 14:14

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• 使用多焦点光学相干断层扫描实现皮肤组织细胞快速成像

  光学相干断层扫描(OCT)是一种强大的工具，提供无创的组织学成像。然而，与其他光学显微镜工具一样，需要高数值孔径(N.A.)透镜来产生紧密聚焦，从而产生窄景深，这就需要动态聚焦并限制成像速度。为了克服这一限制，我们开发了一种产生多轴向焦点的超表面平台，通过提供多个焦平面来提高体积OCT成像速度。该平台对产生的轴向焦点的数量、位置和强度提供准确和灵活的控制。直径为8毫米的全玻璃超表面光学元件由熔融硅片制成，并应用于我们的扫描OCT系统中。在所有深度的恒定横向分辨率为1.1 μm，多焦点OCT将皮肤学成像的体积采集速度提高了三倍，同时仍然清晰地显示角质层、表皮细胞和真皮-表皮连接的特征，并提供形态学信息作为基底细胞癌的诊断标准。在稀疏的样品中，成像速度可以进一步提高，例如7倍的7焦光束。总之，这项工作证明了基于超表面的多焦点OCT用于快速虚拟活检的概念，进一步为开发具有高分辨率和紧凑体积的快速体积成像系统提供了见解。[详细]

  2024-09-28 04:03

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