تطوير نظام تصوير متعدد الاستخدامات لتشخيص أمراض قاع العين

تتضمن العديد من أمراض العين تغيرات في بنية ووظيفة مناطق مختلفة في الجزء الخلفي من العين، والمعروفة أيضًا باسم «قاع العين».

على سبيل المثال، تتراكم أصباغ الفلورسنت والرواسب الصفراء الصغيرة التي تسمى دروسين تحت شبكية العين في الضمور البقعي المرتبط بالعمر، كما أن انحطاط الخلايا العصبية التي تسمى الخلايا العقدية هو سمة مميزة لمرض الجلوكوما، وفق ما تم نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

قاع العين

ومن المثير للاهتمام أن التغيرات في قاع العين لا تقتصر على الأمراض المرتبطة بالرؤية فقط.

يمكن أن تسبب الأمراض العصبية مثل مرض باركنسون وآلزهايمر تغيرات في أعصاب شبكية العين وتدفق الدم.

بشكل عام، يعتمد متخصصو العناية بالعيون على تقنيات التصوير الملون والتصوير المقطعي المحوسب لتشخيص أمراض العين.

ومع ذلك، على مدى العقود القليلة الماضية، وجد العلماء أن التغيرات المرتبطة بالمرض في قاع العين تعدل أيضًا ملامحه من حيث الانعكاس الطيفي والانبعاث.

وبعبارة أخرى، فإن الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع هياكل شبكية محددة بترددات مختلفة يمكن أن توفر معلومات تشخيصية مهمة لاستكمال طرق التصوير القياسية.

ونتيجة لذلك، اكتسبت أدوات وتقنيات التحليل الطيفي للضوء المنعكس أو المنبعث من قاع العين قوة جذب مطردة.

لسوء الحظ، على الرغم من اقتراح العديد من الطرق المختلفة، إلا أنها لا تزال تعاني من قيود مهمة.

إحدى المشكلات الشائعة هي أن معظم الطرق المعتمدة على التحليل الطيفي يمكنها فقط إجراء قياسات على منطقة كبيرة من قاع العين، مما يعيق قدرتها على اكتشاف التغيرات الطيفية الدقيقة في هياكل الشبكية الصغيرة. ومن ناحية أخرى، فإن التقنيات التي يمكنها إجراء قياسات طيفية موضعية تتطلب تثبيت المريض، الأمر الذي قد يكون مملًا وغير مريح للغاية.

لمعالجة هذه المشكلات، قام فريق بحث من شركة Zilia Inc، كندا، بقيادة البروفيسور دومينيك سوفاجو من جامعة ألبرتا، بتطوير نظام أكثر مرونة للتحليل الطيفي المستهدف في قاع العين.

بديل أكثر تنوعا

في دراستهم، نشرت في Journal of Biomedical Optics، يعرضون الأساس المنطقي وراء تصميمهم ويوضحون إمكاناته من خلال سلسلة من التجارب الشاملة JBO.

يحتوي النظام المقترح على عدد من الميزات الرئيسية التي تجعله يبرز كبديل أكثر تنوعًا ومرونة عن الأنظمة الحالية.

يحتوي الجهاز بأكمله على سلسلة من العناصر البصرية التي تسمح بشكل أساسي لثلاثة مسارات ضوئية مختلفة من وإلى قاع العين بالتعايش دون إعاقة بعضها البعض. وبشكل أكثر تحديدًا، يمكن استخدام مصابيح LED للإضاءة، وكاميرا ملونة، ومقياس الطيف في وقت واحد لتوفير تصوير ملون مستمر وقياسات طيفية.

علاوة على ذلك، يقوم قسم المطياف بالجهاز بتركيز ضوء LED على منطقة صغيرة من قاع العين، ويمكن تعديل موضع هذه المنطقة باستخدام مشغلات ميكانيكية بسيطة لتدوير مقسم الشعاع يغذي الكاميرا والمطياف.

وقال سوفاجو: «يمكن للمستخدم تحديد هدف ونقله إلى أي مكان داخل منطقة قاع العين التي يتم تصويرها دون أي إعادة تنظيم أو تغيير لهدف التثبيت مع تلقي المعلومات الطيفية بشكل مستمر لمنطقة العينة المستهدفة».

تسهل هذه الميزة أخذ قياسات طيفية من هياكل تشريحية محددة للغاية، مثل العصب البصري أو شبكية العين أو تسرب الدم أو رواسب الدهون أو أي نوع من الآفات.

يذكر أن النظام يمكن استخدامه أيضًا لإجراء قياسات الفلورسنت عن طريق ضبط مصدر الإضاءة، مما يزيد من إمكانية تطبيقه للكشف عن مجموعة أوسع من المؤشرات الحيوية.

وأكد فريق البحث قدرات وأداء نظامهم من خلال التجارب في المختبر وفي الجسم الحي. تضمنت التجارب المختبرية استهداف المناطق الملونة في هدف مرجعي بنمط يشبه الشبكة وأخذ قياسات طيفية لنموذج العين الذي يحاكي البقعة والأوعية الدموية والجسم الغريب والعصب البصري. من ناحية أخرى، تم إجراء قياسات في الجسم الحي على شبكية العين لثمانية أشخاص أصحاء، والتي أظهرت اختلافات في الملامح الطيفية للعصب البصري والمنطقة المجاورة للنقرة.

تسلط نتائج هذه الدراسة مجتمعة الضوء على المزايا العديدة للتصميم المقترح ويمكن أن تمهد الطريق لبروتوكولات تشخيصية أفضل لأمراض العيون.

وقال سوفاجو: «يتمتع التحليل الطيفي للعين المستهدف بالقدرة على تقييم وجود حاملات الألوان والفلور المختلفة، مثل الهيموجلوبين، والأوكسي هيموجلوبين، والميلانين، والليبوفوسين، المرتبطة بتطور المرض».

وأضاف: «قد يفتح هذا الباب أمام تغييرات في الطريقة التي نشخص بها أمراض العيون ونعالجها، ويمكن أن يصبح التحليل الطيفي للعين المستهدف أداة ذات أهمية متزايدة في العناية بالعيون في السنوات المقبلة».