Канадские ученые оптимизируют офтальмологические системы визуализации

    Канадские ученые из University of Waterloo оптимизируют офтальмологические системы визуализации. Они впервые объединили дистанционную мультимодальную фотоакустическую микроскопию и swept-source оптическую когерентную томографию (ОСТ) в единую диагностическую систему.

    Фотоакустическая микроскопия (photoacoustic microscopy, PAM) – это гибридный метод визуализации in vivo, который определяет оптический контраст путем регистрации звуковых волн, образующихся в результате поглощения света материалом. С помощью фотоакустической микроскопии может быть отображена любая мишень, которая поглощает световую энергию. Биологические ткани, имеющие эндогенные хромофоры, тоже могут служить мишенью для визуализации. Кроме того, поскольку оксигемоглобин и дезоксигемоглобин обладают различными оптическими абсорбционными свойствами, метод фотоакустической микроскопии можно использовать для количественной оценки содержания кислорода в тканях.

    Фотоакустическая микроскопия может отображать большее количество молекул, чем другие методы, основанные на флуоресценции (широкопольная, конфокальная и многофотонная микроскопия). Что наиболее важно, фотоакустическая микроскопия может одновременно отображать анатомические, функциональные, молекулярные, динамические и метаболические контрасты потока in vivo. Раньше для проведения фотоакустической микроскопии был необходим контакт датчика с исследуемой тканью, т.е. оценку сатурации крови в сетчатке можно было проводить только во время хирургических вмешательств. В 2017 г. акустически связанный ультразвуковой преобразователь заменили сфокусированным зондирующим лучом, после чего появилась возможность бесконтактного исследования.

    Методом дистанционной фотоакустической микроскопии можно бесконтактно изучить in vivo насыщение тканей глаза кислородом, что может иметь большую диагностическую ценность при многих глазных заболеваниях, таких как диабетическая ретинопатия, глаукома и окклюзии сосудов сетчатки. Кроме того, дистанционная фотоакустическая микроскопия позволяет определять содержание в глазных тканях хроматофоров, что особенно важно, например, при возрастной макулярной дегенерации.

    Фотоакустическая микроскопия определяет контрасты поглощения света, а ОСТ – контрасты рассеяния света. Сочетание этих методов делает новую систему визуализации особенно эффективной. В своей работе авторы представили изображения сосудистой сети глазного яблока, а также исследовали содержание меланина в слое пигментного эпителия сетчатки. Новый метод можно использовать в диагностике и мониторинге многих глазных заболеваний, а также для оценки эффективности различных методов лечения и в клинических исследованиях.

    Hosseinaee Z., Abbasi N., Pellegrino N., Khalili L., Mukhangaliyeva L., Reza P.H. Functional and structural ophthalmic imaging using noncontact multimodal photoacoustic remote sensing microscopy and optical coherence tomography. Sci Rep. 2021;11: 1: 11466. doi: 10.1038/s41598-021-90776-5