Изследователи от лаборатория EPFL са разработили офталмологично устройство, което може да се използва за диагностициране на някои дегенеративни очни заболявания много преди появата на първите симптоми. В ранните клинични изпитания е показано, че прототипът създава изображения с достатъчна степен на прецизност само за пет секунди.
Изследванията на терапии за спиране или ограничаване на прогресията на дегенеративни очни заболявания, които могат да доведат до слепота, напредват бързо. Но в момента няма устройство, което може надеждно да диагностицира тези състояния, още преди да се появят първите симптоми.
Заболяванията, най-известното от които е свързаната с възрастта макулна дегенерация (МДСВ), включват промени във фоторецепторите на окото. И всички те имат една и съща основна причина: влошаване на пигментния епител на ретината (RPE), слой от клетки, който е зад фоторецепторите.
Уреда, разработен в Лабораторията за приложни устройства (LAPD) на EPFL, наблюдава промените в RPE преди появата на симптомите, предоставяйки на изследователите първи изображения, в които клетките могат да бъдат диференцирани. Въоръжени с тази способност за ранно откриване, клиницистите ще могат да диагностицират тези заболявания, още преди да се появят необратими симптоми. Резултатите от първото клинично изпитване са публикувани в Ophthalmology Science.···
Наблюдение на промени в клетките зад фоторецепторите
В допълнение към причиняването на МДСВ , влошаването на RPE стои зад редица други очни заболявания, включително пигментен ретинит и диабетна ретинопатия.
RPE е разположен между фоторецепторите и хориоидеята (тънък слой тъкан, съдържащ съдовете, които пренасят кръв към ретината), и играе важна роля в поддържането на зрителната функция и запазването на здравето на пръчиците и конусчетата на окото.
Няколко изследователски групи са проучвали тези клетки под микроскоп – in vitro – за да определят техните свойства и да наблюдават морфологичните промени, които настъпват със стареенето, но също и с появата и прогресирането на заболявания на ретината като МДСВ и пигментен ретинит. Досега обаче не е имало прост и надежден метод за наблюдение на RPE при жив пациент – in vivo – за ранно откриване и текущо наблюдение на тези състояния.
Наклонените светлинни лъчи държат ключа
Правени са различни опити за проектиране на устройство, което да позволява на клиницистите да изследват RPE. Но всеки от тях досега се е провалил поради неадекватна разделителна способност, опасения за безопасността на пациентите или прекалено дълго време на експозиция.
Екипът на EPFL разработва ретинална камера, която включва два наклонени лъча, насочени към бялото на окото, съчетани с адаптивна оптична система, която коригира изкривяванията в светлинните вълни, за да произведе ясен образ.
Тази технология, наречена транссклерално оптично изображение, е подобна на съществуващите системи за изображения на ретината по отношение на използването на инфрачервени светлинни лъчи.
Но според Кристоф Мозер, който оглавява LAPD в Инженерното училище, има една ключова разлика: „Лъчите се фокусират под наклон през бялото на окото, което заобикаля проблема с излишната светлина, причинен от силно отразяващите конусчеви фоторецепторни клетки , разположени в центъра на окото.“
След това светлинните вълни се улавят от камерата, докато излизат от окото през зеницата. Екипът има момент на прозрение, когато вижда първото ясно изображение на екрана, тъй като това е първият път, когато някой наблюдава тази част от човешкото тяло с помощта на клинично съвместима камера за изображения.
Първо клинично изпитване, включващо 29 участници
Изследователите разработват клиничния прототип в партньорство с EarlySight,. С време на експозиция от по-малко от пет секунди – ключово предимство в скоростта за потенциална диагностична употреба – камерата е в състояние да заснеме 100 необработени изображения. Алгоритмите след това подравняват и агрегират необработените кадри, за да създадат едно висококачествено изображение на екрана.
Интерфейсът разполага с пет бутона, всеки от които съответства на предварително определена област на окото, което позволява да се избере желаното изображение. Потребителите могат също така да щракнат навсякъде върху диаграмата на задната част на окото, за да изберат точната област, която искат да видят.
Прототипното устройство, известно като Cellularis, е разработено като част от проекта EIT Health ASSESS на Европейския съюз, в партньорство с изследователския екип на Франсин Бехар-Коен във Френския национален здравен и медицински изследователски институт (INSERM) в Париж и очна болница Jules-Gonin в Лозана.
В последствие камерата е оценена в клинично изпитване, ръководено от Irmela Mantel, лекарски сътрудник в отдела за ретина на очна болница Jules-Gonin, предназначено да оцени способността на устройството да произвежда ясни RPE изображения при 29 здрави доброволци. Във всички случаи изображенията, генерирани от камерата, са достатъчно точни, за да определят количествено морфологичните характеристики на RPE клетките на участниците.
„Морфологията на тези клетки, които играят съществена роля във функцията на ретината, е силен индикатор за тяхното здраве“, казва Лаура Ковалчук, учен в EPFL и очна болница Jules-Gonin и водещ автор на статията.
„Способността за прецизно откриване на RPE клетки и наблюдаване на морфологичните промени, настъпващи в тях, е жизненоважна за ранното откриване на дегенеративни заболявания на ретината и за наблюдение на ефикасността на новите лечения.“ Източник: neurosciencenews.com
