研究人员捕捉到弯曲角膜细胞水平的细节

研究人员首次获得了人体角膜弯曲层的光学相干断层扫描(OCT)图像，具有细胞级的细节和大的观察区域。新的OCT仪器可以改善对眼病以及糖尿病等一般健康状况的监测，糖尿病会改变角膜内神经的密度。

“作为眼睛最外层弯曲的部分，角膜为观察眼部和一般健康状况提供了一个透明的窗口，”通讯作者Viacheslav Mazlin说，他来自朗之万研究所，该研究所是巴黎ESPCI和法国国家科学研究中心的一个联合研究单位。“我们的仪器具有细胞级的分辨率和大的观察区域，是监测眼角膜疾病的理想选择内皮功能障碍以及一般的糖尿病状况，了解它们在生物学尺度上的演变，并定量评估新治疗策略的疗效。”

在视神经节Mazlin和一个由多机构同事组成的团队描述了他们的新弯曲场OCT设备，它提供高分辨率的光学切片，其面积是目前用于角膜诊断的临床设备的10倍。高分辨率与大视野的结合，使更精确的细胞和神经计数用于诊断疾病，并减少错过疾病影响区域的机会。

提高白内障手术

高分辨率、大成像面积的视野对于提高白内障手术的效果尤为重要。白内障手术会导致内皮细胞的丢失，如果内皮细胞的数量下降到某个临界值以下，患者可能需要进行角膜移植。

医生以前经常进行内皮细胞计数白内障手术以确保术后有足够的内皮细胞来保护角膜，”来自法国索邦大学的合著者Kristina Irsch说。“因为我们的仪器比现有的临床设备提供了更大的观察区域，我们可以计算更多细胞以便更准确地评估角膜健康状况，并有可能改善手术的预测和结果。”

这项新技术是基于OCT的，OCT是一种高分辨率的非侵入性成像技术，通常用于获取视网膜的横断面图像。OCT利用来自样品的光与位于附加光学参考臂上的反射镜的光之间的干涉来获得薄的光学薄片。

现有的全场OCT方法是用来获取平行于眼睛表面的光学切片。整个切片由2d摄像机拍摄。然而，在像角膜这样的弯曲样本上获取一个扁平的切片会同时切过几个角膜层，限制了视野。

为了捕捉与角膜曲率相匹配的光学切片——换句话说，在光学上使角膜变扁——研究人员使用了一个全场OCT配置，在附加光学参考臂上的平镜被一个弯曲的光学透镜取代。2-D相机同时捕获观察区域内的所有像素，使这种方法不受其他OCT配置可能产生的伪影影响。

朗之万研究所的研究小组组长Claude Boccara说:“由于先进相机的发展，速度更快，光探测能力更强，利用全视场和弯曲视场OCT对人的眼睛进行成像——眼睛在不断移动——最近成为可能。”

测试设备

在对一个平面目标和一个模型眼进行测试后，他们用它来成像一个健康人的角膜。这需要在眼球运动时将仪器置于角膜顶端(最大曲率点)的中心。他们把这个装置放在一个可以通过操纵杆移动的机动XYZ翻译平台上。

在这种设置下，对齐只需要几分钟，而图像捕获则在几分之一秒内完成。该设备成功捕获了患者角膜的神经和内皮细胞切片，观察面积超过1平方毫米，这是前所未有的。

这种新设备还可以应用于眼科以外的领域。Mazlin说:“我们的设备是通用的，可能被证明对研究任何类型的具有弯曲结构的透明样品都是有用的。”

研究人员表示，该设备可以用于临床研究。他们正在努力整合一些功能来提高临床医生的经验，比如自动细胞计数和更容易的对齐程序。他们还计划在分辨率略微降低的情况下增加更多的观看面积。

---

---