JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן, אנו מתארים את השימוש בטומוגרפיית קוהרנטיות אופטית בתחום ספקטרלי (SD-OCT) כדי לדמיין מבנים ברשתית ובעין in vivo במודלים של ניוון רשתית, גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית וקוצר ראייה.

Abstract

טומוגרפיית קוהרנטיות אופטית בתחום ספקטרלי (SD-OCT) שימושית להדמיה של מבני רשתית ועיניים in vivo. במחקר, SD-OCT הוא כלי רב ערך להערכה ואפיון של שינויים במגוון מודלים של מחלות רשתית ועיניים ופציעות. במודלים של ניוון רשתית המושרה באור, ניתן להשתמש ב-SD-OCT כדי לעקוב אחר דילול שכבת קולטני האור לאורך זמן. במודלים של גלאוקומה, SD-OCT יכול לשמש לניטור ירידה בשכבת סיבי עצב הרשתית ועובי הרשתית הכולל ולצפייה בכוסות רוח של עצב הראייה לאחר גרימת יתר לחץ דם עיני. במכרסמים סוכרתיים, SD-OCT סייע לחוקרים להבחין בירידה בעובי הרשתית הכולל וכן בירידה בעובי של שכבות רשתית ספציפיות, במיוחד שכבת סיבי עצב הרשתית עם התקדמות המחלה. במודלים עכבריים של קוצר ראייה, SD-OCT יכול לשמש להערכת פרמטרים ציריים, כגון שינויים באורך הצירים. היתרונות של SD-OCT כוללים הדמיה in vivo של מבני עיניים, היכולת לעקוב כמותית אחר שינויים בממדי העין לאורך זמן, ומהירות הסריקה המהירה והרזולוציה הגבוהה שלה. כאן, אנו מפרטים את השיטות של SD-OCT ומראים דוגמאות לשימוש בו במעבדה שלנו במודלים של ניוון רשתית, גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית וקוצר ראייה. השיטות כוללות הרדמה, הדמיית SD-OCT ועיבוד התמונות למדידות עובי.

Introduction

טומוגרפיית קוהרנטיות אופטית בתחום ספקטרלי (SD-OCT) היא שיטת הדמיה מדויקת ברזולוציה גבוהה המאפשרת לרופאים ולחוקרים לבחון מבנים עיניים באופן לא פולשני. טכניקת הדמיה זו מבוססת על אינטרפרומטריה ללכידת תמונות רשתית תלת ממדיות in vivo בקנה מידה מיקרומטרי 1,2. זה הפך לאחד משיטות ההדמיה הנפוצות ביותר במחקר הראייה ובמרפאה בשל זיהוי קל ודיוק של תכונות פתולוגיות כגון פגמים מבניים ו / או דילול של שכבות הרשתית ונוזל תת רשתית3. במחקר באמצעות מודלים של בעלי חיים של הפרעות הקשורות לראייה, SD-OCT סיפק ניתוחים לא פולשניים חיוניים של היחסים בין מבנה ותפקוד ומקורותיהם ההיסטופתולוגיים4. בשל הרזולוציה שלה (עד 2-3 מיקרון, בהתאם לעומק לתוך העין5), SD-OCT יש את היכולת לזהות אפילו שינויים קטנים בעובי שכבת הרשתית. סוג זה של ניתוח יכול לספק מידע חיוני להתקדמות המחלה ולהעריך את היעילות של שיטות neuroprotective וטיפולים עבור הפרעות הקשורות לראייה.

SD-OCT היא חלופה לא פולשנית לבחינת המבנה מבחינה היסטולוגית, והשניים הוכחו כמתואמים6. בעוד SD-OCT אינו מגיע לרזולוציה תאית, הוא מאפשר מחקרי אורך בבעלי חיים. זה יתרון מכיוון שניתן לעקוב אחר התקדמות המחלה בבעלי חיים בודדים לאורך זמן, בניגוד לצורך להרדים בעלי חיים בנקודות זמן ספציפיות. ככל שטכניקות ההדמיה ממשיכות להשתפר, טכנולוגיית SD-OCT תתקדם גם היא, ותספק איכות תמונה משופרת, כמו גם את היכולת להעריך תהליכים ביולוגיים כגון תפקוד כלי דם ברשתית בפירוט רב. אפילו מאז הופעתה בשנת 1991, טכנולוגיית SD-OCT ראתה התקדמות עצומה ברזולוציה, במהירות וברגישות7.

המחקר הנוכחי משתמש במערכת SD-OCT כדי לכמת שינויים בשכבות הרשתית במודלים של מכרסמים של ניוון רשתית, גלאוקומה ורטינופתיה סוכרתית. מערכת SD-OCT המשמשת כאן היא מערכת OCT בתחום פורייה המשתמשת באור אינפרא אדום קרוב בהספק נמוך כדי לרכוש, לעבד ולאחסן תמונות עם רזולוציית עומק בזמן אמת. למערכת SD-OCT יכולת דימות עומק מורחבת בתחום אורכי הגל של 800 ננומטר, המספקת עומק של 8 מ"מ ורזולוציה של 4 מיקרומטר. בזיהוי תחום פורייה, אות ההתאבכות בין האור המפוזר מהרקמה לבין נתיב ייחוס עובר טרנספורמציה של פורייה לבניית סריקות ציריות ו/או פרופילי עומק ציריים בעוצמה מפוזרת8. עבור המחקרים כאן, קרן OCT נסרקת מעל מבנה הרשתית הרצוי תוך רכישה סדרתית של סריקות ציריות. בדרך כלל, תבנית סריקה מקבלת את הרשת הדו-ממדית (B-Scans) כאוסף של קווי סריקה חד-ממדיים ליניאריים (A-Scans), המתאימים לתמונות חתך דו-ממדיות המשתמשות בתבנית סריקת רסטר. עבור מחקרים המתמקדים בקוצר ראייה בעכברים, מערכת זו משמשת גם למדידת ממדים של מבני עיניים (למשל, עובי הקרנית, עובי העדשה, עומק חדר הזגוגית ואורך הצירים).

המערכת הנוכחית מאפשרת למשתמשים לעצב פרוטוקולים משלהם, וליצור סריקות שניתן להתאים ולבחור בהתבסס על מבני העין המעניינים. הסריקות העיקריות המוצגות בפרוטוקולים אלה המוגדרים על-ידי המשתמש הופכות את טכניקת ההדמיה הזו לידידותית למשתמש. עבור ניתוח תמונות, פיתחנו תכנות מותאם אישית בתוכנית מידול מתמטית. SD-OCT הוא כלי רב עוצמה לזיהוי וכימות לא פולשני של שינויים פתומורפולוגיים במבני העין ולמעקב אחר התקדמות מחלות הקשורות לראייה.

Protocol

כל הנהלים המתוארים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים לענייני חיילים משוחררים באטלנטה ותאמו את מדריך המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה (פרסומי NIH, מהדורה8 , עודכן 2011).

הערה: מערכת SD-OCT המשמשת לפיתוח הפרוטוקול להלן מתוארת בטבלת החומרים. בעוד שחלק מהנהלים ספציפיים למערכת מסוימת זו, ניתן להתאים את הגישה הכוללת למכשירי OCT אחרים ולמודלים של בעלי חיים. יתר על כן, במעבדה שלנו, פרוטוקולים אלה משמשים בדרך כלל בעכברים וחולדות; עם זאת, ניתן לאמץ את הגישה הכוללת למודלים שונים של בעלי חיים ולהתקני SD-OCT בתנאי שלאדם יש את העדשה והיכולות הנכונות במכשיר שלו.

1. הגדר את ציוד טומוגרפיית הקוהרנטיות האופטית

  1. פתח את תוכנת SD-OCT (רשימת חומרים).
  2. הגדירו מי לוקח את ה-OCT, את המחקר ואת זרוע הטיפול (אם רלוונטי). תן שמות לקטגוריות אלה באופן שיסייע לחוקרים לחפש את הסריקות הרצויות מאוחר יותר במהלך ניתוח הנתונים.
    1. בכרטיסיה מטופל/מבחן , לחץ על בודק בדיקה. בחר את שם הבוחן. השתמש בלחצן הגדרת בודקים ורופאים כדי להוסיף בודקים חדשים.
    2. לחץ על שם המחקר כדי להגדיר את המחקר. לחץ על הכרטיסיה מחקר כדי להוסיף מחקר חדש או לשנות טיפולים במחקר קיים. לחץ משמאל ל - Select Treatment Arm כדי לבחור זרוע טיפולית.
  3. לחץ על לחצן הוסף מטופל , המשמש להוספת נקודת זמן חדשה עבור קבוצה שלמה. כאשר החלון מופיע, הזן מספר תעודת זהות, שם פרטי ושם משפחה. בחר זכר או נקבה. הזן את תאריך הלידה.
  4. לחצו על הלחצן 'הוסף מבחן ' כדי להוסיף את החולדות הבודדות. כדי לזהות את החולדות, לחצו על מבחן. לחצו על ' ערוך מבחן'. הזן את מספר הזיהוי בתיבה הזן הערות . לחץ על הלחצן שמור שינויים .
  5. חבר את העדשה המתאימה להתקן (איור 1B), בחר את התצורה המתאימה בתוכנה וחייג במיקום זרוע הייחוס המשויך.
    הערה: מערכת SD-OCT המתוארת כוללת עדשות מותאמות אישית, דפוסי סריקה מוגדרים מראש והגדרות זרוע התייחסות ספציפיות למין בעלי החיים ולאזור העין המצולם (רשתית או קרנית, עכבר או חולדה). חלק מפרטים אלה ספציפיים למערכת SD-OCT המתוארת (ראה טבלת חומרים). לדוגמה, לא כל המכשירים מציעים התאמה ידנית של אורך נתיב זרוע הייחוס .
  6. בכרטיסיה מטופל/מבחן , לחץ פעמיים על הבחינה המסומנת כדי להמשיך לכרטיסייה הדמיה ולהתחיל בהדמיה או פשוט לחץ על הכרטיסיה דימות . אם קיימת סריקת ברירת מחדל, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני כדי למחוק אותה.
  7. טען פרוטוקול סריקה מוגדר מראש על-ידי לחיצה על לחצן בחר פרוטוקול מהרשימה . לחלופין, הוסף סריקות בודדות.
  8. עבור מודלים של חולדות של גלאוקומה ורטינופתיה סוכרתית ומודלים עכבריים של ניוון רשתית, בחר קבוצה מראש המורכבת מארבע תמונות: 2 OD ו -2 סריקות מערכת הפעלה. עבור קוצר ראייה של עכבר, בחר קבוצה מוגדרת מראש הכוללת 8 תמונות: 4 OD ו 4 סריקות מערכת הפעלה.
    הערה: הדמיה מוגדרת מראש תוסבר בפירוט רב יותר בסעיף 3. זה משהו שכל מעבדה מייצרת עבור עצמה או עם היצרן במהלך ההתקנה באתר.

2. להרדים את החיה

  1. מתן הרדמה.
    1. הרדימו חולדות עם קטמין (60 מ"ג/ק"ג) וקסילזין (7.5 מ"ג/ק"ג) באמצעות הזרקה תוך צפקית.
    2. מרדימים עכברים עם קטמין (80 מ"ג/ק"ג) וקסילזין (16 מ"ג/ק"ג) באמצעות הזרקה תוך צפקית.
    3. יש להמתין עד שבעלי החיים מורדמים לחלוטין ואינם מגיבים לצביטת בהונות.
  2. מתן טיפות הרחבת אישונים (1% טרופיקמיד). המתן לאישונים להתרחב לפני ההדמיה.
    הערה: הרחבת אישונים מגדילה את שדה הראייה אך אינה דרישה. יש להשתמש גם בטיפות הרדמה מקומיות (0.5% טטרקאין) כדי להרדים את העין אם משהו ייגע בעין (לדוגמה, אם מרכיבים עדשות מגע או משתמשים במדריך). מדריך הוא מכשיר הממוקם מעל ראש הסריקה ומסייע למתחילים ליישר את העין ואת ראש הסריקה.
  3. לאחר הרדמת המכרסם, הניחו את המכרסם במערכת יישור מכרסמים שיכולה לסובב את החיה במרחב תלת-ממדי (איור 1, A, 1C ו-1D). ספק תמיכה תרמית.
    הערה: כיום, אנו משתמשים במערכות יישור מכרסמים עבור עכברים וחולדות שתוכננו ונמכרו עם מכשיר SD-OCT.
  4. יש למרוח נוזל (למשל, מלח או דמעות מלאכותיות) כדי לשמור על העיניים משומנות. יש לוודא שהעין אינה מתייבשת במהלך ההדמיה, כך שהתכונות האופטיות של העין נשמרות בין הסריקות (כאשר הקרנית רטובה, ניתן לראות את הרשתית בבירור).
    1. יש להקפיד לשמור על לחות בעין הנגדית בעת סריקת העין הראשונה כדי שלא תתייבש.
  5. השתמשו במגבון עדין כדי לנדף עודפי מלח ממש לפני ההדמיה, מכיוון שיותר מדי או מעט מדי חומר סיכה על העין ישפיע על איכות התמונה.
    הערה: השימוש בג'ל סיכה סטרילי אינו מומלץ במהלך OCT מכיוון שהוא עלול להפריע להדמיה. במידת הצורך, ניתן להשתמש בג'ל סיכה סטרילי לאחר ההליך. ניתן גם להתקין עדשת מגע כדי להבטיח לחות מספקת על העין לאורך כל הבדיקה. מניסיוננו, עדשת מגע לא סיפקה שיפור ניכר באיכות התמונה, אך עדשות מגע עוזרות להפחית את הסיכון להתייבשות הקרנית במהלך ההדמיה.

3. הדמיית OCT של מכרסמים

  1. התחל עם עין אחת (OS או OD) ודמיין את העין הנגדית אחרי.
    1. מקמו את החיה באמצעות שתי תנועות סיבוב של מערכת יישור המכרסמים, כך שהמבט יהיה אופקי ויביט מטה על ציר עדשת OCT (איור 1D).
    2. השתמש ב-OCT במצב הפעלה חופשית כדי לכוון את הרשתית לאיסוף נתונים. השתמש במצב Aim (על ידי לחיצה על לחצן Aim ) תחילה לתצוגה רציפה של סריקות B אופקיות ואנכיות בזמן אמת.
    3. קרבו את ראש הסריקה לעין עד שהרשתית נראית לעין (מכיוון שעדשות הרשתית של עכבר וחולדה ממוקדות באופן קבוע, הזזת העדשה לכיוון העין מתמקדת עמוק יותר לתוך הרשתית). לאחר מכן השתמשו במערכת יישור המכרסמים כדי לכוונן את מיקום החיה למעלה/למטה ולסובב/לסובב כדי למקם את ראש עצב הראייה במרכז, להפוך את הסריקה האופקית לאופקית ואת הסריקה האנכית לאנכית (איור 1A).
    4. התאימו את מרחק העבודה כך שתמונת הרשתית תהיה שטוחה ולא מעוקמת.
    5. התאימו את מיקום זרוע הייחוס כדי לשמור על התמונה קרוב לחלק העליון של חלון התצוגה. היזהרו לא לדחוף פנימה יותר מדי, אחרת תמונת העין תתהפך על עצמה.
  2. הדמיית רשתית
    1. עבור מודלים של גלאוקומה, ניוון רשתית ורטינופתיה סוכרתית: הגדר סריקת נפח הכוללת 1000 x 100 x 1 (A סורק x B סורק x סריקות B חוזרות) לממוצע. בחולדות, בצע סריקת נפח בגודל 3X3 מ"מ. בעכברים, בצע סריקה בנפח 1.5 x 1.5 מ"מ.
    2. מרכז את עצב הראייה בגישה האופקית והאנכית כך שסריקת הנפח תהיה במרכז. הקדישו זמן כדי לוודא שראש עצב הראייה נמצא במרכז הסריקה וישר לאורך הצירים האף-טמפורלי והעליונים-נחותים (איור 2). סרוק ומרכז מחדש כדי לוודא שהוא בדיוק במרכז, במידת הצורך. חזור על סריקה זו לפי הצורך עד שראש עצב הראייה ממורכז ומיושר לאורך שני הצירים. לחץ על לחצן תצלום בזק כדי לצלם תמונה.
      הערה: למכשירי SD-OCT מסוימים יש אפשרות לתפעל אופטית את עקמומיות העין (למשל, התמונה משוטחת) על ידי התאמת מרחק העין ממקור האור באמצעות זרוע הייחוס. אנו ממליצים לשטח ולמרכז את התמונות בעת ביצוע מדידות עובי ישירות דרך שכבות הרשתית כדי לשפר את הדיוק לאורך הכיוון הקדמי-אחורי.
    3. לחץ על להציל כפתור לשמירת התמונה.
    4. בצע סריקה רדיאלית הממורכזת בראש עצב הראייה בגודל 1000 x 4 x 20 (סריקת A x סריקת B x סריקות B חוזרות ונשנות). השתמש בסריקות B חוזרות ונשנות כדי לשפר את בהירות התמונה של העין או הרשתית, אשר יסייעו לפענח אזורים של העין או שכבות הרשתית במהלך ניתוח נתונים.
      הערה: שוב, בחולדות סריקה רדיאלית זו היא 3 מ"מ, בעוד שבעכברים הסריקה הרדיאלית היא 1.5 מ"מ.
    5. שמור את התמונה.
    6. חזור על שלבים 3.1 עד 3.2.5 בעין הנגדית.
  3. מדידות אורך ציר
    1. עבור פרויקטים הכוללים הדמיה של כל העין, כגון קוצר ראייה של עכבר, בצע שלוש סריקות של העין כולה וסריקת רשתית אחת עבור כל עין. בחר סט מראש המורכב מסריקה רדיאלית בגודל 500 x 20 x 1 ומקיף את קוטר העין המלא.
      הערה: הגדרה זו מספקת תמונה של כל אורך עין העכבר מהקרנית ועד לכורואיד.
    2. מרכז מרכז העין והרשתית בשדה הראייה. בצע שלוש סריקות רדיאליות (סריקות עיניים שלמות): סריקת B ליניארית בגודל 1000 x 5 x 2 ושתי סריקות B ליניאריות נוספות בגודל 1000 x 5 x 2 באותו מיקום. שמור את התמונות.
    3. לאחר מכן, אם תרצה, התקרב ובצע סריקה ווליום או מלבנית (סריקת רשתית) בדומה לתיאור ב- 3.2 המורכב מסריקות 1000 x 20 A x B. שמור את סריקת עוצמת הקול.
    4. חזור על שלבים 3.3 עד 3.3.3 בעין הנגדית.
      הערה: מדידות אורך ציר אפשריות רק בעיניים קטנות (עכבר או קטנות יותר) מכיוון שחלון ההדמיה של מערכות זרם אינו גדול מספיק כדי ללכוד עין גדולה יותר.

4. שלבים לאחר הדמיה

  1. אחסן נתונים שמורים בענן, שהוא נוהג טוב לניהול נתונים ומאפשר גישה קלה לניתוח מאוחר יותר. ביצוע ניתוח נתונים באמצעות תוכנה מותאמת אישית שפותחה בתוכנית מידול מתמטית (Table of Materials).
  2. הסר את המכרסם ממערכת יישור המכרסם ותן זריקה intraperitoneal של atipamezole (1 מ"ג / ק"ג עבור חולדות ועכברים) כדי להפוך את ההשפעות של xylazine, כך מכרסם יתעורר מהר יותר.
  3. אפשרו למכרסמים להתאושש על כרית חימום בחום נמוך. יש לתת טיפות מלח נוספות לפי הצורך. להחזיר מכרסמים לכלוב הביתי שלהם כאשר הם חזרו אמבולציה מלאה.
  4. סגור את התוכנית וכבה את ה- OCT.

5. עיבוד לאחר עיבוד של תמונות OCT

  1. עבד את התמונות באמצעות תוכנה מותאמת אישית שפותחה בתוכנת מידול מתמטית כדי להתאים לצרכי OCT ספציפיים (למשל, למדוד את עובי אזורי העניין על ידי סימון ידני של התמונות).
  2. בהתאם למטרה של התמונה (רשתית עכבר, רשתית חולדה, או קוצר ראייה/אורך ציר), השתמש באחת משלוש תוכניות שונות:
    1. לעיבוד הרשתית, בחר בסריקות OCT לטעינה. ראשית, הגדירו את מרכז ראש עצב הראייה בלחיצה פשוטה.
    2. צפו כיצד התוכנה מייצרת קווים אנכיים המגדירים מרחקים משני צדי ראש עצב הראייה. שימו לב שברשתית החולדה, קווים אלה נמצאים במרחק של 0.5 מ"מ ו-1.2 מ"מ ממרכז ראש עצב הראייה, ובסך הכל 4 קווים אנכיים המייצגים את הצירים האף-טמפורלי והתחתון-עליון של העין בהתאם לסריקת B רדיאלית המנותחת כעת.
      הערה: ברשתית העכבר, קווים אנכיים אלה נמצאים במרחק של 0.25 מ"מ ו-0.5 מ"מ ממרכז ראש עצב הראייה.
    3. תחמו את השכבות הבאות לאורך כל שורה:
      שכבת סיבי עצב הרשתית (RNFL), שכבת הפרספקס הפנימית (IPL), השכבה הגרעינית הפנימית (INL), שכבת הפרספקס החיצונית (OPL), השכבה הגרעינית החיצונית (ONL), הממברנה המגבילה החיצונית (ELM), מקטעים פנימיים/מקטעים חיצוניים (IS/OS), אפיתל פיגמנט הרשתית (RPE) ועובי הרשתית הכולל.
      הערה: לסריקה הרדיאלית אין בדרך כלל תוויות אף/טמפורליות ועליונות/נחותות בעת פתיחתה. סריקות עשויות להיווצר כך שיש להן כיוון n/t ו-s/i, וסריקות אלה בפרט ינותחו מאוחר יותר.
    4. לאחר שתמונה הוגדרה והתוכנית נסגרה, יצא מדידות אלה לתוכנת גיליון אלקטרוני לניתוח נתונים.
  3. השתמש בערכי אורך ועובי אלה משלב 5 כדי לבצע השוואות בין קבוצות, לדוגמה, לקבוע אם קיימים הבדלים אזוריים (n/t/s/i) או שינויי אורך.
  4. עבור מדידות רשתית, ראשית יש לקבוע אם יש הבדלים בציר האף-טמפורלי והתחתון-עליון במרחקים של 0.5 מ"מ ו-1.2 מ"מ.
    הערה: אם לא נצפים הבדלים ברבעים, ניתן לחשב את המדידות של 0.5 מ"מ ו-1.2 מ"מ יחד. זוהי גישה דומה עבור סריקות רשתית עכבר רק ב 0.25 מ"מ ו 0.5 מ"מ.
  5. עבור מחקרי קוצר ראייה, השתמש בתוכנית זו כדי להעריך את הפרמטרים העיניים לאורך הציר האופטי של העין. פתח את תוכנית המידול המתמטי. תחילה, בחרו תמונה לטעינה.
    1. לאחר טעינת התמונה, סמן ידנית כל סריקה (סריקה רדיאלית וסריקה B). סמן את הקצוות הקדמיים והאחוריים של הקרנית, העדשה, חדר הזגוגית והרשתית, כך שהתוכנית תחשב את עובי הקרנית, עובי העדשה, עומק החדר הקדמי והזגוגי, עובי הרשתית הכולל, אורך הציר הכולל.
    2. לאחר הסימון, צא מהתוכנית המנחה תפריט שמירה. שמור את הערכים המסומנים בתוכנת גיליון אלקטרוני ובצע ממוצע של שלוש הסריקות הנפרדות יחד.

תוצאות

SD-OCT נחשב מוצלח אם מתקבלות תמונות באיכות גבוהה כך שניתן למדוד את ממדי העין בצורה אמינה. כאן, מגוון שימושים של SD-OCT מודגמים באמצעות מודלים של ניוון רשתית, גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית, וקוצר ראייה.

במודל ניוון רשתית המושרה על ידי אור (LIRD), חשיפה לאור בהיר (10,000 לוקס) גורמת לניוון של...

Discussion

הדמיה ברזולוציה גבוהה של מבני עיניים in vivo מאפשרת הערכה של שינויים ברשתית ובעין לאורך זמן. בפרוטוקול זה, הוכח כי SD-OCT לוכד הבדלים במבנים עיניים in vivo במודלים של ניוון רשתית, גלאוקומה, רטינופתיה סוכרתית וקוצר ראייה.

ההיבט הקריטי ביותר בעת ביצוע SD-OCT הוא קבלת תמונה ברורה של הרשתית...

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי פרסי פיתוח הקריירה של המחלקה לענייני חיילים משוחררים (CDA-1, RX002111; CDA-2; RX002928) ל-RSA, פרס הצטיינות (RX002615) ופרס מדען קריירת מחקר (RX003134) ל-MTP, פרס פיתוח קריירה (CDA-2, RX002342) ל-AJF, EY028859 ל-MTP, מענק ליבה NEI P30EY006360, מחקר למניעת עיוורון ו-Foundation Fighting Blindness.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
1% tropicamideSandozSandoz #6131403550; NDC- 24208-585-59
0.5% tetracaineAlconNDC 0065-0741-12
AIM-RAS G3 120 VLeica Bioptigen90-AIMRAS-G3-120Specialized platform to hold the OCT Scanner Head for mice
Celluvisc gelREFRESH CELLUVISC#4554; NDC-0023-4554-30
G3 18 mm Telecentric LensLeica Bioptigen90-BORE-G3-18
G3 Mouse LensLeica Bioptigen90-BORE-G3-M
G3 Rat LensLeica Bioptigen90-BORE-G3-R
heating padFabrication11-1130
InVivoVue softwareLeica BioptigenSpecialized software that pairs with the Leica Bioptigen SD-OCT system
MATLABMathworksmathematical modeling program
Mouse/Rat KitLeica Bioptigen90-KIT-M/RMouse/rat rodent alignment system
salineADDIPAK200-39
System Envisu R4300 VHR 120 VLeica Bioptigen90-R4300-V1-120SD-OCT system

References

  1. Wojtkowski, M., et al. Ultrahigh-resolution, high-speed, Fourier domain optical coherence tomography and methods for dispersion compensation. Optics Express. 12 (11), 2404-2422 (2004).
  2. Nassif, N., et al. In vivo high-resolution video-rate spectral-domain optical coherence tomography of the human retina and optic nerve. Optics Express. 12 (3), 367-376 (2004).
  3. Theelen, T., Teussink, M. M. Inspection of the Human Retina by Optical Coherence Tomography. Methods in Molecular Biology. 1715, 351-358 (2018).
  4. Nakazawa, M., Hara, A., Ishiguro, S. I. Optical Coherence Tomography of Animal Models of Retinitis Pigmentosa: From Animal Studies to Clinical Applications. Biomed Research International. 2019, 8276140 (2019).
  5. Drexler, W., et al. Ultrahigh-resolution ophthalmic optical coherence tomography. Nature Medicine. 7 (4), 502-507 (2001).
  6. VanLeeuwen, J. E., et al. Altered AMPA receptor expression with treadmill exercise in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine-lesioned mouse model of basal ganglia injury. Journal of Neuroscience Research. 88 (3), 650-668 (2010).
  7. Tian, J., et al. Performance evaluation of automated segmentation software on optical coherence tomography volume data. Journal of Biophotonics. 9 (5), 478-489 (2016).
  8. Kraus, M. F., et al. Motion correction in optical coherence tomography volumes on a per A-scan basis using orthogonal scan patterns. Biomedical Optics Express. 3 (6), 1182-1199 (2012).
  9. Boatright, J. H., et al. Tool from ancient pharmacopoeia prevents vision loss. Molecular Vision. 12, 1706-1714 (2006).
  10. Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64 (1), 85-96 (1997).
  11. Feola, A. J., et al. Menopause exacerbates visual dysfunction in experimental glaucoma. Experimental Eye Research. 186, 107706 (2019).
  12. Goto, Y., Kakizaki, M., Masaki, N. Production of spontaneous diabetic rats by repetition of selective breeding. The Tohoku Journal of Experimental Medicine. 119 (1), 85-90 (1976).
  13. Allen, R. S., et al. Retinal Deficits Precede Cognitive and Motor Deficits in a Rat Model of Type II Diabetes. Investigative Ophthalmolology & Visual Science. 60 (1), 123-133 (2019).
  14. Stone, R. A., et al. Altered ocular parameters from circadian clock gene disruptions. PLoS One. 14 (6), 0217111 (2019).
  15. Chakraborty, R., et al. Circadian rhythms, refractive development, and myopia. Ophthalmic & Physiological Optics. 38 (3), 217-245 (2018).
  16. Davies, E. C., et al. Retinal ganglion cell layer volumetric assessment by spectral-domain optical coherence tomography in multiple sclerosis: application of a high-precision manual estimation technique. Journal of Neuro-ophthalmology. 31 (3), 260-264 (2011).
  17. Carnevali, A., et al. Optical coherence tomography angiography analysis of retinal vascular plexuses and choriocapillaris in patients with type 1 diabetes without diabetic retinopathy. Acta Diabetologica. 54 (7), 695-702 (2017).
  18. Springelkamp, H., et al. Population-based evaluation of retinal nerve fiber layer, retinal ganglion cell layer, and inner plexiform layer as a diagnostic tool for glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (12), 8428-8438 (2014).
  19. Allen, R. S., et al. Long-Term Functional and Structural Consequences of Primary Blast Overpressure to the Eye. Journal of Neurotrauma. 35 (17), 2104-2116 (2018).
  20. Zhao, D., et al. Age-related changes in the response of retinal structure, function and blood flow to pressure modification in rats. Scientific Reports. 8 (1), 2947 (2018).
  21. Schmucker, C., Schaeffel, F. A paraxial schematic eye model for the growing C57BL/6 mouse. Vision Research. 44 (16), 1857-1867 (2004).
  22. Aung, M. H., Kim, M. K., Olson, D. E., Thule, P. M., Pardue, M. T. Early visual deficits in streptozotocin-induced diabetic long evans rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (2), 1370-1377 (2013).
  23. Puzyeyeva, O., et al. High-Resolution Optical Coherence Tomography Retinal Imaging: A Case Series Illustrating Potential and Limitations. Journal of Ophthalmology. 2011, 764183 (2011).
  24. Liu, A. S., et al. Topography and pachymetry maps for mouse corneas using optical coherence tomography. Experimental Eye Research. 190, 107868 (2020).
  25. Mohan, K., Kecova, H., Hernandez-Merino, E., Kardon, R. H., Harper, M. M. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (5), 3440-3450 (2013).
  26. Harper, M. M., et al. Blast-Mediated Traumatic Brain Injury Exacerbates Retinal Damage and Amyloidosis in the APPswePSENd19e Mouse Model of Alzheimer's Disease. Investigative Ophthalmology Visual Science. 60 (7), 2716-2725 (2019).
  27. Zhang, M., et al. Advanced image processing for optical coherence tomographic angiography of macular diseases. Biomedical Optics Express. 6 (12), 4661-4675 (2015).
  28. Muhlfriedel, R., et al. Optimized Subretinal Injection Technique for Gene Therapy Approaches. Methods in Molecular Biology. 1834, 405-412 (2019).
  29. Adekunle, A. N., et al. Integration of Perforated Subretinal Prostheses With Retinal Tissue. Translational Vision Science & Technology. 4 (4), 5 (2015).
  30. Sajdak, B. S., et al. Noninvasive imaging of the tree shrew eye: Wavefront analysis and retinal imaging with correlative histology. Experimental Eye Research. 185, 107683 (2019).
  31. Dominik Fischer, M., et al. Detailed functional and structural characterization of a macular lesion in a rhesus macaque. Documenta Ophthalmologica. 125 (3), 179-194 (2012).
  32. Hagag, A. M., Gao, S. S., Jia, Y., Huang, D. Optical coherence tomography angiography: Technical principles and clinical applications in ophthalmology. Taiwan Journal of Ophthalmology. 7 (3), 115-129 (2017).
  33. Treister, A. D., et al. Prevalence of Subclinical CNV and Choriocapillaris Nonperfusion in Fellow Eyes of Unilateral Exudative AMD on OCT Angiography. Translational Vision Science & Technology. 7 (5), 19 (2018).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

161

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved