视网膜供血系统血氧饱和度在体测量方法研究

人眼视网膜是单位重量耗氧量最高的组织，但它属于部分血管化视网膜，其内部透明介质中的微血管系统仅能提供约2/3的营养，剩余部分依赖紧挨的，具有高散射光学特性的脉络膜的血循环系统。视网膜对氧供应的高需求与其血管较稀疏的生理特性是一对矛盾，也被公认为是它容易产生各种血管类疾病的缘由。目前只有以氧敏感微电极为基础的损伤型检测技术，能全面的探索视网膜氧供应状况。有鉴于此，本项目提出一种无创型眼底微血管系统血氧饱和度分段测量方法，拟结合自适应光学与谱域光谱OCT技术，对活体人眼视网膜和脉络膜中的微血管，实现三维高分辨率图像信息与高精度干涉光谱信息的同步获取，并利用蒙特卡罗仿真分析，修正的朗伯- 比尔定律，形成对眼底透明和高散射介质中的血管的血氧饱和度分段测量方法，为在人体上建立致盲性视网膜疾病与视网膜氧供应状态之间的相关性模型奠定基础，进而为最终获取视网膜血管性疾病的早期发生发展信息，提供技术途径。

视网膜对氧供应的高需求与相对而言视网膜血管较为稀疏的生理特性是一对矛盾体，也被公认为是视网膜容易产生各种致盲性血管类疾病的理由。本项目以致盲性视网 膜疾病的现实诊断需求出发，以视网膜微血管系统的氧供应状态为研究对象。通过利用蒙特卡洛光子学分析，提出频域质心算法（FDO）和改进的随机并行下降梯度算法（SPGD），用以实现对视网膜组织不同深度的波前像差校正；发展了高速视网膜抖动测量技术，实现了对眼底视网膜三种特定抖动成分的测量与图像校正；提出时域波数插值算法对OCT光谱信号的K线性化标定，实现视网膜干涉信号光谱信息的精确对应标定；最终以自适应光学技术（AO）为基础，完成了全套光、机、电试验系统平台的研制和搭建。在上述工作的基础上，课题组突破长期以来50um管腔的视网膜活体血氧测量极限，国际首次实现最小20um左右管腔的3级毛细血管血氧饱和度活体测量，为在人体上建立致盲性视网膜疾病与视网膜供氧状态之间的相关性模型奠定基础，为最终获取视网膜血管性疾病的早期发生发展信息，提供技术途径。. 项目周期内，课题组共发表各类型论文18篇，其中SCI论文14篇，EI论文4篇；共申请发明专利6项，已授权发明专利5项。此外，基于本项目的科研成果，项目组参与起草了《血氧饱和度模拟仪校准规范》，该计量法规2015年将全国颁布实施；发表的SCI论文(成果信息表10)，荣获中国激光杂志社评选的“2012年度中国光学重要成果奖”; 实现了FDO质心计算算法（成果信息表5、21）的产业化转化; 项目组也获得国家重大科学仪器设备开发专项的资助，负责将本项目搭建的光学成像平台，转化为成像仪器，交付医院开展青光眼微循环系统疾病表征的研究。. 此外，项目培养博士生5名，毕业博士生4名，其中4名博士生为全优毕业，并多次荣获“国家奖学金”、“朱李月华奖学金”等；项目负责人史国华受邀2次做大会特邀报告，2次参与学术会议的组织工作，并荣获“卢嘉锡青年人才奖”、“中科院卓越青年科学家”等学术荣誉，受到“四川省杰出青年基金培育计划”的资助。