成像|来，给视网膜拍张更清晰的“动图” 信息|功能|视网膜|周传清|研究

人们感知世界， 80%的信息是通过眼睛获得的。有趣的是，对眼睛里的神经和血管进行观察分析，不仅能诊断眼睛的病变，还能发现某些全身性的重大疾病。有临床研究显示，高血压、脑卒中、冠心病、神经退行性病变、糖尿病和肾病等多种慢病发病，都能从眼底视网膜的状态中找到“蛛丝马迹” 。因此，视网膜被称为疾病早期筛查和辅助诊断的天然“窗口” 。

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对视网膜进行更清晰的观察，开展更多维度的评估，是医学影像学领域的研究热点。经过6年技术攻关，北京大学信息与工程科学部副主任、深圳湾实验室生物医学工程研究所任秋实教授团队开发出“无创检测眼神经与视网膜动态氧代谢功能的多模态眼功能成像新技术” ，为更加全面地评估视网膜微循环特征提供了工具。最近，团队的部分研究论文发表在国际生物医学光子学期刊《生物光子学杂志》上。
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更全面评估微循环特征
视网膜是人体中唯一可以直接观察的微循环系统，弄清楚视网膜的结构与功能，对于疾病的筛查、诊断以及预后具有重要的指导意义。
“我们完成的工作，主要解决了3个方面的关键问题。首先，多模态成像技术可以更全面地反映视网膜微循环状况，比如血管形态、血流速度、氧代谢等。第二，瞳孔的对光、缩放以及眼球的运动过程，是神经系统疾病研究的重点问题。新系统不仅可以观测现象，还能进行定量的参数分析和统计。第三，检测设备体积小、可移动，便于在社区、基层开展筛查工作。 ”研究团队核心成员、深圳湾实验室生物医学工程研究所研究员周传清博士介绍。
多模态是这一系统最大的亮点。现有的成像仪器往往是单模态，也就是说，成像系统之间相互独立，只能对视网膜局部的神经和血管功能进行分析，难以实现同步测量与评估。而多模态成像分析技术，可以实现视网膜多光谱成像、眼底彩色合成图像、视网膜血管直径测量、视网膜血氧饱和度测量、视网膜及脉络膜血流灌注成像、视网膜血流搏动分析等。
“具体来说，我们是通过将多光谱成像技术与激光散斑成像技术融合，并结合眼动分析与瞳孔检测技术，来实现这一系列功能的。 ”周传清介绍，多光谱成像技术不仅可以评估视网膜血氧饱和度，而且可以实现不同层次下的视网膜结构成像，更好地进行病灶评估。
举个例子，血氧饱和度是视网膜功能的重要评估指标之一。研究人员发现，含氧血红蛋白和去氧血红蛋白对550纳米光谱的吸收几乎相同，而对600纳米光谱的吸收差异较大。基于这一原理，研究人员利用550纳米和600纳米多光谱图像，绘制出视网膜血管的血氧饱和度分布图。
“在图像中，越接近于红色的部分血氧饱和度越高，越接近于蓝色则血氧饱和度越低，这样方便眼科医生直观判读。我们也将470纳米、550纳米、600纳米多光谱图像进行了彩色合成，合成后的波长可根据医生需求进行设置，可以更加直观地标识出相关病灶。 ”周传清说。
再比如，为病灶的诊断提供参考需要12个波长多光谱影像结果。而波长多，就可以观察到不同深度下的视网膜的结构状况，不仅有助于分析视网膜不同分层的结构信息，而且对于分析视网膜微循环组织成分，也具有潜在价值。
此外，激光散斑成像技术也有重要功能。它可以获得无创、大视野的视网膜灌注成像信息，为视网膜供血及血流动力学分析提供有效信息。一个重要应用是，通过激光散斑成像技术，可以绘制出视网膜血液流速搏动与心脏跳动的关系曲线。