Исследователи из Университета Джонса Хопкинса и Пенсильванского университета представили инновационную систему визуализации, способную одновременно отображать структуру сетчатки и уровень кислорода в её сосудах. Разработка обещает революционизировать диагностику глазных заболеваний, позволяя выявлять патологические изменения задолго до первых признаков ухудшения зрения.
Как это работает
Сетчатка — это сложный орган, который преобразует свет в электрические сигналы, передаваемые в мозг. Для этого ей требуется большое количество кислорода. Нарушение его поступления, например из-за проблем с кровоснабжением, может привести к тяжёлым заболеваниям: глаукоме, возрастной макулодистрофии или диабетической ретинопатии.
Чтобы лучше понять, как сетчатка использует кислород, учёные объединили две передовые технологии в одну систему — видимую оптическую когерентную томографию (VIS-OCT) и фосфоресцентную офтальмоскопию с измерением времени жизни (PLIM-SLO).
VIS-OCT создаёт сверхточные 3D-изображения слоёв сетчатки, фиксируя даже мельчайшие сосуды и динамику кровотока.
PLIM-SLO, в свою очередь, измеряет количество кислорода в микрососудах с помощью безопасного красителя Oxyphor 2P, излучающего свет, меняющийся в зависимости от насыщения крови кислородом. По скорости угасания этого света (времени жизни фосфоресценции) исследователи вычисляют pO₂ — частичное давление кислорода в конкретной точке.
Обе технологии используют общий оптический канал, что позволяет получать структурные и функциональные данные одновременно и с идеальной синхронизацией.
Что показали эксперименты
Испытания проводились на живых мышах. Система успешно различала кислородный уровень в артериолах, венулах и капиллярах: как и ожидалось, наибольшее содержание кислорода наблюдалось в артериолах, а наименьшее — в венулах.
Учёные также проверяли точность измерений, изменяя содержание кислорода в воздухе, которым дышали животные. Полученные результаты чётко отражали реальные физиологические изменения, подтверждая надёжность метода.
Настройка фокуса позволила исследователям оценивать кислородные профили на разных глубинах сетчатки — то, чего не могли обеспечить предыдущие подходы.
Почему это важно
Хотя пока технология протестирована лишь на животных, её потенциал огромен. Новый подход может стать ключевым инструментом для ранней диагностики глазных заболеваний, связанных с нарушением кровоснабжения и метаболизма кислорода.
В будущем подобные системы помогут врачам выявлять патологические изменения задолго до того, как пациент начнёт терять зрение. Кроме того, метод открывает новые возможности для фундаментальных исследований, позволяя наблюдать за тем, как сетчатка адаптируется к изменению уровня кислорода при различных заболеваниях.
Исследование опубликовано в журнале Neurophotonics.
