波兰科学院等机构的研究团队(包括ICTER与美国FDA CDRH)开发了一项新技术,解决了高分辨率视网膜成像长期存在的核心矛盾:要么看得极清楚但范围极窄(景深浅),要么看得广但模糊。
传统方法的痛点(“更多设置、更多并发症”)
需要多次扫描:传统自适应光学光学相干断层扫描(AO-OCT)分辨率极高,但清晰深度只有几十微米。要看清约300微米厚的全层视网膜(从内层神经节细胞到外层感光细胞),必须多次调整焦点、分别扫描不同层,再拼接。
弊端:
检查时间长(复杂流程需3-5倍时间)。
眼球微小移动易产生伪影(并发症/误差)。
硬件复杂,成本高,不利于临床推广。
新方法如何实现“更少设置、更多信息”
研究团队没有增加硬件复杂度,而是采用混合策略:硬件校正主要像差 + 计算像差校正(CAC)算法。
操作:只用一个焦点进行扫描,而不是多次调焦。
关键发现:焦点并非随便选。将焦点设置在视网膜中层的“内丛状层(IPL)” 时效果最佳。此位置能保证深层(感光细胞)和浅层(神经节细胞)都有足够高的信噪比(33-39 dB,远高于有效校正所需的25 dB阈值)。
算法作用:CAC算法并非“美颜”或凭空添加细节,而是重新组织并计算已采集信号中的相位和幅度信息,恢复焦点以外层次的清晰度。
结果:更少并发症、更快、更全信息
更快更简单:从需要多次调焦扫描变为单次扫描+计算校正。计算时间目前约3.4秒/次,可用GPU加速至毫秒级。对患者而言,检查时间可缩短为原来的1/3到1/5。
更少伪影:减少眼球运动导致的误差,降低患者因长时间固视产生的疲劳。
更多信息:
一次成像即可同时获得从内层(神经节细胞)到外层(感光细胞) 的全层高清细胞级图像。
临床意义:不仅能看到年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变等眼科疾病,还能帮助研究多发性硬化等神经系统疾病(该研究特意纳入了健康者和多发性硬化患者进行对比)。
局限性(并非所有模糊都能修复)
计算校正不能无中生有。如果某层信号太弱(信噪比低于约25 dB),算法无法恢复。
因此,高质量的原始输入数据和找到正确的“甜点”焦点(目前是IPL层)至关重要。
一句话总结
通过将焦点设于视网膜中层,并利用计算像差校正算法处理单次扫描数据,研究者成功实现了一次性、全厚度、细胞级的视网膜高清成像,从而大幅简化了检查流程、减少了因多次扫描和眼球运动带来的问题,并获取了更完整的结构信息。