Efficienza del colore della luce

Aug 28, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13850 (2022) Citare questo articolo

1022 accessi

3 citazioni

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Una telecamera del fondo oculare ad ampio campo, in grado di valutare selettivamente la retina e la coroide, è auspicabile per una migliore individuazione e valutazione del trattamento delle malattie degli occhi. L'illuminazione transpalpebrale è stata dimostrata per la fotografia del fondo oculare ad ampio campo, ma la sua applicazione per l'imaging della retina a colori reali è impegnativa a causa dell'efficienza della luce erogata attraverso la palpebra e la sclera che dipende fortemente dalla lunghezza d'onda. Questo studio ha lo scopo di testare la fattibilità dell'imaging retinico a colori reali utilizzando un'illuminazione a luce visibile con efficienza bilanciata e di convalidare l'imaging spettrale multiplo (MSI) della retina e della coroide. Per valutare quantitativamente l'efficienza spettrale dell'illuminazione transpalpebrale vengono utilizzati diodi a emissione luminosa (LED) da 530 nm, 625 nm, 780 nm e 970 nm. Rispetto all'illuminazione da 530 nm, l'efficienza luminosa di 625 nm, 780 nm e 970 nm è 30,25, 523,05 e 1238,35 volte superiore. Il controllo dell'illuminazione a 530 nm e 625 nm con bilanciamento dell'efficienza luminosa può essere utilizzato per produrre un'immagine retinica a colori reali con miglioramento del contrasto. L'immagine luminosa a 780 nm migliora la visibilità del sistema vascolare coroidale e l'immagine a 970 nm è predominata da grandi vene nella coroide. Senza la necessità di dilatazione pupillare farmacologica, in un'immagine istantanea del fondo oculare viene dimostrato un campo visivo con angolo oculare (FOV) di 140°. In coordinamento con un target di fissazione, il FOV può essere facilmente espanso sull'equatore dell'occhio per visualizzare le ampolle di vortice.

La fotografia del fondo oculare è indispensabile per lo screening, la diagnosi e la gestione delle malattie oculari in oftalmologia. Poiché molte malattie oculari possono colpire sia le regioni centrali che periferiche della retina, la fotografia del fondo oculare ad ampio campo ha dimostrato la sua utilità nella gestione clinica di malattie oculari come la retinopatia diabetica (DR)1 e la degenerazione maculare legata all'età (AMD)2. , glaucoma3, retinopatia ipertensiva4, distacchi di retina5 e patologie vascolari (occlusioni vascolari, vasculiti, ecc.)6 con metastasi oculari. Oltre all'imaging retinico, l'imaging coroideale può fornire un prezioso complemento all'imaging retinico tradizionale per una migliore gestione dei disturbi coroidali. Ad esempio, l'AMD può produrre neovascolarizzazione coroideale (CNV)7. La coroidopatia diabetica (DC) può indurre la perdita della coriocapillare (CC), vasi sanguigni tortuosi e una riduzione del flusso sanguigno nel sistema vascolare coroidale subfoveale8. Inoltre, è stata segnalata una riduzione significativa dell'indice di vascolarizzazione coroidale (CVI) nel glaucoma e nella retinite pigmentosa9. È stato segnalato che la tecnologia di imaging multispettrale (MSI), che impiega più lunghezze d'onda dal visibile al vicino infrarosso, visualizza il fondo coroideale. Tuttavia, i sistemi MSI attualmente disponibili hanno un FOV limitato, tipicamente un angolo visivo di 45° (angolo oculare di 68°)10,11,12.

È tecnicamente difficile costruire fotocamere del fondo oculare ad ampio campo, a causa dei suoi meccanismi di illuminazione13. Le fotocamere convenzionali del fondo utilizzavano l'illuminazione transpupillare; un'illuminazione a forma di ciambella fornita all'interno dell'occhio14. In base al principio di Gullstrand, il percorso di illuminazione e quello di imaging devono essere separati15. In caso contrario, il raggio di illuminazione causerebbe una forte riflessione sulla cornea e sul cristallino, degradando di conseguenza la qualità dell'immagine. Pertanto, l'illuminazione transpupillare limita il campo visivo (FOV), tipicamente un angolo visivo di 30° o 45° (angolo dell'occhio di 45°-68°), delle immagini del fondo oculare perché solo una piccola porzione della pupilla viene utilizzata per l'imaging scopi e l'area periferica della pupilla deve essere utilizzata per l'illuminazione16. Per l'imaging del fondo oculare ad ampio campo, in genere è necessaria la dilatazione pupillare. La dilatazione pupillare farmacologica causa ai pazienti abbagliamento luminoso e difficoltà di messa a fuoco per ore e persino giorni in alcuni casi. L'oftalmoscopia indiretta miniaturizzata è stata sviluppata per l'imaging del fondo oculare ad ampio campo riducendo al minimo la porzione di illuminazione della pupilla disponibile17,18. È stato ottenuto un imaging del fondo oculare non midriatico con FOV con angolo visivo di 67° (angolo oculare di 101°) utilizzando la guida NIR per l'allineamento dell'immagine e la regolazione della messa a fuoco. Le serie Daytona e California (Optos, Dunfermline, Regno Unito), basate su oftalmoscopio laser a scansione (SLO), sono state create per l'imaging del fondo oculare a campo ultra ampio con un FOV di 134° di angolo visivo (200° di angolo oculare)19,20. Tuttavia, comporta molteplici sorgenti di luce laser e un complicato sistema di scansione che aumentano la complessità e il costo del dispositivo. Inoltre, le ciglia e le palpebre potrebbero ostruire l'area periferica di queste immagini del fondo oculare. L'angolo visivo è stato utilizzato per presentare il FOV della fotografia convenzionale del fondo oculare. Recentemente, l'angolo dell'occhio emerge come l'unità nella fotografia del fondo oculare ad ampio campo, il che crea confusione sull'interpretazione del FOV. C'è uno sforzo per comprendere la relazione tra l'angolo visivo e l'angolo dell'occhio21. In questo studio, forniamo sia l'angolo visivo che l'angolo oculare per evitare confusione.