基于光学相干层析成像与光声成像的眼底多模态成像方法研究

眼底病是眼科多发疾病，类别繁多，严重威胁中老年人群的视觉健康,而眼底组织的显微结构和血液循环等功能信息对眼底病的早期准确诊断和随访具有重要的意义。光学相干层析成像和光声成像有机结合而成的眼底多模态成像方法，可获得更完整的眼底组织显微结构与功能信息，对眼底病的早期准确诊断具有重要的应用价值。.本课题在前期工作基础上，进一步系统深入研究脉络膜视网膜组织光声成像的最优化参数，有机结合以光散射为基础的光学相干层析成像和以光吸收为基础的光声成像方法，并结合纳米探针分子成像技术，研究眼底组织多模态成像的理论与方法；同时通过数据挖掘，研究多模态信息在不同疾病状态下的特征性改变，通过动物实验探索其在视网膜疾病诊断中的应用价值，为眼底病的早期准确诊断与随访提供一种新方法，并为该方法的临床应用奠定理论与技术基础。

眼底病是眼科多发疾病，疾病种类繁多，严重威胁国人视觉健康和生活质量，早期或超早期诊断和干预对致盲性眼底病治疗效果具有重要意义，而眼底组织结构的显微成像结合功能代谢状态和相关参数的定量分析是眼底病早期诊断和病理学分析的重要途径。本研究重点研究了视网膜组织光声效应与光声显微成像（PAM）及其在眼科成像中的应用，光学相干层析成像（OCT）与全眼成像深度扩展及其在眼科检测中的应用，最后充分利用了OCT的高分辨率结构成像和PAM高分辨率功能成像特点，将两种模态进行融合，研制了OCT-PAM双模态眼科同时成像系统，优化了双模态系统的参数模型，能够实现在体大鼠眼底成像，同时获得可选择区域的OCT视网膜结构以及光声（PAM）微血管和视网膜色素上皮层（RPE）成像结果，该方法能够实时定量反映眼底的生理结构和代谢状态，包括血管直径、血流代谢、视网膜厚度、RPE形态等与老年黄斑变性（AMD）、视网膜色素变性（RP）等致盲性疾病紧密相关的参数变化，在眼底疾病的诊断与随访中有重要作用。在此基础上，针对眼底疾病的病理学探索，本研究创新性地提出并研制成功细胞/亚细胞级超高分辨率OCT-PAM双模态成像系统，能够在OCT和PAM同时成像模态下观察RPE细胞形态，特别是PAM成像结果反映了RPE细胞内的黑色素含量，通过定量计算细胞面积和黑色素成分，能够提供正常和非正常细胞的参数变化特征，对相关眼底疾病早期的RPE病变研究和细胞病理学分析有重要意义。课题组顺利完成了各项研究任务，在Optics Letters, Biomedical Optics Express等国际核心期刊上发表相关研究论文15篇（其中SCI收录论文12篇，EI收录会议论文3篇），申请发明专利4项。