Mnoge očne bolesti uključuju promene u strukturi i funkciji različitih regiona zadnjeg dela oka, takođe poznatih kao „očno dno“. Na primer, fluorescentni pigmenti i sitne žućkaste naslage zvane druse akumuliraju se ispod mrežnjače u degeneraciji makule povezane sa uzrastom, a degeneracija neurona zvanih ganglijske ćelije je definišuća karakteristika glaukoma.
Zanimljivo je da promene u očnom dnu nisu ograničene samo na bolesti povezane sa vidom. Određene neurološke bolesti poput Parkinsonove i Alchajmerove bolesti mogu izazvati promene u retinalnim nervima i protoku krvi.
Generalno, stručnjaci za negu očiju oslanjaju se na tehnike slikanja u boji i kompjuterske tomografije da bi dijagnostikovali očne bolesti. Međutim, tokom poslednjih nekoliko decenija, naučnici su otkrili da promene u očnom fundusu povezane sa bolestima takođe modifikuju njegove profile za spektralnu refleksiju i emitaciju. Drugim rečima, način na koji svetlost stupa u interakciju sa specifičnim strukturama mrežnjače na različitim frekvencijama može pružiti važne dijagnostičke informacije koje dopunjuju standardne metode snimanja.
Kao rezultat toga, alati i tehnike spektralne analize za svetlost koju reflektuje ili emituje očno dno, stalno dobijaju na snazi. Nažalost, iako je predloženo mnogo različitih metoda, one i dalje pate od važnih ograničenja.
Jedno uobičajeno pitanje je da većina metoda zasnovanih na spektroskopiji može izvršiti merenja samo na velikom delu očnog fundusa, što ometa njihovu sposobnost da otkriju fine spektralne promene u malim strukturama mrežnjače. S druge strane, tehnike koje mogu izvršiti lokalizovana spektralna merenja zahtevaju fiksaciju pacijenta, što može biti veoma zamorno i neprijatno.
Da bi se pozabavio ovim problemima, istraživački tim kompanije Zilia Inc., Kanada, predvođen profesorom Dominikom Sauvageom sa Univerziteta Alberta, razvio je mnogo fleksibilniji sistem za ciljanu spektroskopiju u očnom dnu. U svojoj studiji, objavljenoj u Journal of Biomedical Optics (JBO), oni predstavljaju obrazloženje svog dizajna i demonstriraju njegov potencijal kroz niz sveobuhvatnih eksperimenata.
Predloženi sistem ima pregršt ključnih karakteristika zbog kojih se ističe kao svestranija i fleksibilnija alternativa postojećim. Čitav uređaj ima niz optičkih elemenata koji u suštini omogućavaju da tri različite putanje svetlosti do i od očnog dna koegzistiraju bez međusobnog ometanja. Tačnije, LED diode za osvetljenje, kamera u boji i spektrometar mogu se istovremeno koristiti da obezbede kontinuirano snimanje u boji i spektralna merenja.
Štaviše, deo spektrometra uređaja fokusira LED na mali deo očnog fundusa, a položaj ovog regiona se može podesiti pomoću jednostavnih mehaničkih pokretača za rotaciju razdelnika snopa koji hrani kameru i spektrometar.
„Korisnik može da odabere metu i da je pomeri na bilo koju lokaciju unutar regiona očnog fundusa koji se snima bez ikakvog poravnanja ili promene mete fiksacije, dok kontinuirano prima spektralne informacije o ciljanom uzorkovanom području“, kaže Sauvageau.
Ova karakteristika olakšava uzimanje spektralnih merenja sa veoma specifičnih anatomskih struktura, kao što su optički nerv, retina, curenje krvi, masne naslage ili bilo koja vrsta lezije. Značajno je da se sistem takođe može koristiti za sprovođenje merenja fluorescencije podešavanjem izvora osvetljenja, što proširuje njegovu primenljivost za otkrivanje još većeg spektra biomarkera.
Istraživački tim je potvrdio mogućnosti i performanse svog sistema kroz eksperimente in vitro i in vivo. Eksperimenti in vitro uključivali su ciljanje obojenih područja u referentnoj meti sa šablonom nalik na mrežu i uzimanje spektralnih merenja modela oka koji je simulirao makulu, krvne sudove, strano telo i optički nerv. S druge strane, in vivo merenja su obavljena na mrežnjači osam zdravih ispitanika, koji su pokazali razlike u spektralnim profilima optičkog nerva i parafovealnog regiona.
Uzeti zajedno, rezultati ove studije naglašavaju mnoge prednosti predloženog dizajna i mogu utrti put ka boljim dijagnostičkim protokolima za očne bolesti.
„Ciljana očna spektroskopija ima potencijal da proceni prisustvo različitih hromofora i fluorofora, kao što su hemoglobin, oksihemoglobin, melanin i lipofuscin, povezanih sa progresijom bolesti“, kaže Sauvageau.
„Ovo bi moglo otvoriti vrata promenama u načinu na koji dijagnostikujemo i lečimo očne bolesti, a ciljana očna spektroskopija mogla bi postati sve važnije sredstvo u nezi očiju u narednim godinama.“
