مواد و ساخت پیشرفته

رگ‌زایی شبکیه یا Retinal Neovascularization (RNV) یکی از علت‌های اصلی کاهش دید و از دست رفتن بینایی و یکی از عوارض مشترک بیماری‌های شبکیه مانند رتینوپاتی دیابتی، رتینوپاتی نوزادان نارس و گرفتگی رگ‌های شبکیه می‌باشد. ازجمله روش‌های مورداستفاده برای مطالعه و تشخیص این بیماری‌ها ICGA ، مقطع‌نگاری همدوس اپتیکی یا OCT و OCTA و FA یا آنژیوگرافی فلورسانس هستند. FA و ICGA اجازه بررسی گردش خون شبکیه را مهیا ساخته ولی چون روش‌هایی تهاجمی هستند، عوارض جانبی را به همراه دارند. OCT و OCTA نیز اطلاعات آناتومیکی با دقت و عمق عالی را مهیا می‌سازند ولی توانایی نشان دادن نشتی و میکروآنوریسم‌ها را نداشته و میدان دید وسیعی نیز ندارد.
محدودیت‌های موجود در روش‌های مطالعه شبکیه، اهمیت استفاده از روش‌های چندمنظوره در چشم‌پزشکی را دوچندان می‌کند. دستگاه موردنیاز که قابلیت تصویربرداری همزمان به روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک، مقطع‌نگاری همدوس اپتیکی و میکروسکوپی فلورسانس را داراست، توسط محققین دانشگاه میشیگان آمریکا مراحل اولیه ساخت و تست را طی کرده و آماده بهره‌برداری کلینیکی می‌باشد.
میکروسکوپی فوتوآکوستیک به‌عنوان روشی هیبرید، توانایی بررسی غیرتهاجمی بافت‌های بیولوژیکی را با دقت فضایی و زمانی بالا دارد. این روش که به‌صورت گسترده در تحقیقات کلینیکی مانند مطالعه تومورها، مغز، استخوان، کبد و بافت مفاصل مورداستفاده قرار می‌گیرد، بر اساس تابش پالس بسیار باریک نور لیزر به بافت و جذب و انبساط نقطه‌ای نور در بافت و تولید موج آکوستیک است. امواج تولیدشده توسط مبدل‌های آکوستیک دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شوند و با پردازش سیگنال‌های به‌دست‌آمده تصاویر فوتوآکوستیکی با دقت و کنتراست بالا به دست می‌آید. به علت شفافیت اپتیکی بالای چشم و شبکیه، این روش برای به‌کارگیری در بیماری‌های چشم بسیار مناسب است.
در تصویر زیر، سیستم تصویربرداری ساخته شده و بلوک ساختاری آن آورده شده است:


در این سیستم برای تصویربرداری فوتوآکوستیک از یک چشمه نوری لیزری OPO و برای تصویربرداری مقطع‌نگاری همدوس اپتیکی از یک چشمه گسترده SLD استفاده شده است. همچنین از یک اسکنر گالوو، برای نوردهی با سرعت بالا درون چشم استفاده شده است.
به‌منظور نشان دادن قابلیت این سامانه، چشم نرمال و بیمار خرگوش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. ابتدا تصاویر شبکیه سالم خرگوش به‌دست‌آمده است. سپس فاکتور رشد عروقی تزریق شده و در زمان‌های مختلف تا 30 روز بعد از تزریق تصویربرداری شبکیه صورت گرفته است. تصاویر ‌به‌دست‌آمده نشان‌دهنده بیشینه شدن رگزایی در روز هفتم می‌باشد.
در تصاویر زیر، ابتدا شبکیه سالم خرگوش و سپس شبکیه بعد از تزریق فاکتور رشد عروقی آورده شده است:

تصویر 1 : تصاویر شبکیه سالم

تصویر 2 : تصاویر شبکیه بعد از تزریق فاکتور رشد عروقی
تصویر a با استفاده دوربین فوندوس، b با استفاده از سیستم فوتوآکوستیک و c با استفاده از میکروسکوپی فلورسانس به‌دست‌آمده است.
تصویر d مربوط به آنژیوگرافی فلورسانس است که با استفاده از دوربین فوندوس به‌دست‌آمده، تصویر e با OCT به‌دست‌آمده و f نیز تصویر سه‌بعدی به‌دست‌آمده با روش فوتوآکوستیک می‌باشد.
به گفته این پژوهشگران، استفاده از روش میکروسکوپی فوتوآکوستیک برای چشم در کنار سایر روش‌های موجود، دقت بررسی را بسیار بهبود داده و تشخیص زودهنگام بیماری‌های چشمی را به همراه خواهد داشت.
بررسی تصاویر هیستولوژی رگ‌ها که 7 و 15 روز بعد از تزریق فاکتور رشد عروق به‌دست‌آمده‌اند نیز رگ‌‌زایی در شبکیه را تایید می‌کند.

تصویر 3 : تصاویر هیستولوژی شبکیه
تصویر a مربوط به حالت نرمال قبل از تزریق فاکتور رشد است و تصویر b و c نیز به ترتیب 7 و 15 روز بعد از تزریق فاکتور رشد را نشان می‌دهد.
تصویربرداری مقطع‌نگاری همدوس نوری و فلورسانس مدت‌هاست که در کشورمان در حال مطالعه و استفاده هستند و اخیراً تحقیقاتی در زمینه تصویربرداری فوتوآکوستیک به انجام رسیده و نتایجی را به همراه داشته است. پیش‌بینی می‌شود در ادامه این تحقیقات با ترکیب این روش‌های تصویربرداری نوری و ساخت دستگاهی یکپارچه بتوان به پیشرفت‌های بزرگی در زمینه تصویربرداری اپتیکی و مخصوصاً در زمینه چشم‌پزشکی دست یافت.
منبع:
High-resolution, in vivo multimodal photoacoustic microscopy, optical coherence tomography, and fluorescence microscopy imaging of rabbit retinal neovascularization
Light: Science & Applicationsvolume 7, Article number: 103 (2018)