面向青光眼早期诊断的光学相干弹性成像方法研究

Glaucoma is one of the three leading causes of blindness for human.The damage of glaucoma to the visual system is irreversable and serious. Thus, the early detection and effective treatment is vital for preserving patients' vision. However, currently,no method is avilable for early detection of glaucoma, leaving us waiting for the evidence of severe damage to the visula system. The stiffness of trabecular meshwork (TM) has been regarded as the primary source of outflow resistence in the primary open-angle glaucoma. Accordingly, this project aims to develop optical coherence elastography for early detection of glaucoma. Based on the phase information of optical coherence tomography, a high-sensitive method for measuring tiny tissue movement/deformation will be developed.The elastic property of tissue will be obtained in vivo. High-resolution optical coherence elastrography of trabecular meshwork will be realized. With the developed system, the preliminary study of early glaucoma will be performed. The dynamic interaction between the TM and the intraocular pressure will be explored. This project is a important functional extension of the current optical coherence tomography, providing a critical tool for the scientific study of the pathological mechanism and the clinic diagnosis of glaucoma.It provides the possibility of glaucoma diagnosis and treatment guidance, prior to the permanent damange to the visual system.

青光眼是导致人眼失明的三大致盲眼病之一，青光眼引起的视觉功能损伤是不可逆的，后果严重，因此，青光眼的早期诊断、合理治疗对最大限度的保护患者视觉功能至关重要。但是，目前尚缺乏有效的技术能够对青光眼进行早期的检测，通常只能等到后期，在视神经组织发生严重的破坏之后。一般认为小梁网的硬化是原发性开角型青光眼的最主要的诱导因素之一，鉴于此，本项目开展面向早期青光眼诊断的小梁网光学相干弹性成像方法研究。基于光学相干层析术的位相信息发展高灵敏度组织微小运动/变形的检测技术，获取活体组织的弹性信息，实现小梁网组织的高分辨率光学相干弹性成像，并结合房角结构信息开展早期青光眼的成像应用研究，探索青光眼与眼压及房水循环通路受阻间的关联机制。该项目的研究是光学相干层析术的重要功能拓展，将为青光眼病理机制的研究和青光眼的早期诊断提供关键性的技术手段，有望在视神经组织产生永久性的破坏之前发现青光眼并实施早期治疗。

青光眼是目前导致永久性失明的最主要的因素之一，理想的青光眼检测技术应该是能够在视觉系统产生永久性的破坏之前诊断出青光眼，及时地实施有效的治疗。小梁网硬化是最初引发青光眼的最主要的诱导因素，我们提出通过定量测量小梁网运动/变形的方法，实现小梁网弹性特性的光学成像。本项目在实现超高灵敏度Doppler 测速以及相位补偿等关键性方法研究的基础上，设计并搭建了相位敏感的眼前节光学相干层析成像系统，实现了活体生物组织微小运动的定量测量，实现小梁网弹性特性的光学成像。基于所建立的相位敏感OCT成像技术，将相关技术拓展至大视场高速ASOCT眼成像、角膜与晶状体的组织粘弹性测量。此外，由于小梁网结构的变化伴随着周围血流循环的变化，我们将结构成像拓展到了三维微血管光学相干运动造影，可以实现房水排出通路周边组织、视盘、视网膜、脉络膜等区域的血流成像。综述所述，针对青光眼的诊断，我们逐步建立了大视场高速眼前节结构成像、三维高分辨组织粘弹性成像、三维微血管光学相干运动造影等技术，获取前房房角、房水通路、小梁网粘弹性、眼内压及其相关的角膜晶状体粘弹性、房水通路周边的血流灌注状态、眼底血流灌注状态等涵盖结构与功能的全面信息。项目执行期间发表学术论文25篇，其中SCI论文23篇，EI论文2篇；参加国内外会议7次，其中特邀报告3次；申请国际发明专利2件，申请中国发明专利7件，授权中国发明专利7件，授权实用新型专利7件，申请实用新型1件。