MIT 研究團隊得到眼睛的 3D 高解析度圖片


MIT Team Takes High-resolution, 3-D Images Of Eye



Science Daily — 來自 MIT 的研究團隊利用新型態的雷射技術獲取到了人類眼球視網膜 3D 的高解析度圖片,這將大大的提升許多與眼睛相關疾病診斷上的準確度。而視網膜是眼球的一部份,負責將我們所接受到的光線轉換成電子訊號並傳遞到腦部進行解讀的工作。



圖1. Professor James Fujimoto with a high-resolution, 3-D image generated using a new type of laser in combination with the Optical Coherence Tomography (OCT) system he developed in the early 1990s with Eric Swanson of MIT Lincoln Laboratory.


這項研究技術將在五月十日於美國巴爾的摩所舉辦的雷射與光電/量子電子與雷射科學研討會(Conference on Lasers and Electro-Optics and the Quantum Electronics and Laser Science Conference)上進行發表。

新的顯像系統的原理是光學同調斷層掃描術(Optical Coherence Tomography,簡稱 OCT),它是利用光線來得到一個高解析度的影像,並藉此可以看出眼球視網膜疾病中所產生的些微變化之影像。OCT 技術早在 1990 年時,就由 MIT 的 James Fujimoto 教授以及在 MIT Lincoln 實驗室的 Eric Swanson 及其他研究人員所開發。今年的五月 Fujimoto 即將在會議上進行報告的演說。

「在最近幾年內,光學同調斷層掃瞄技術已成為眼科學(ophthalmology)中的標準診察程序了。而新一代的技術現在更提升了影像擷取的效率與速度。這將有助於利用嶄新且強而有力的 3D 立體影像技術來協助疾病的診斷與追蹤。」Fujimoto 教授這樣說到。



圖2. OCT 儀器實體圖。


以往常用的的 OCT 影像通常會產生由視網膜中的交叉二維影像,接著將其重新整合成為三維影像。這個系統欲運用測量光線掃瞄眼球時所回傳的反射光之時間差而求得在一微秒尺度內的結果,並藉此逐漸堆疊成為高解析度的影像。



圖3. This figure shows a composite of visual fields (Goldmann), optic nerve photos, and optical coherence tomography (OCT) of the optic nerve head (sagital sections from nerve head scan) and retinal nerve fiber layer thickness (circular RNFL scan) in a patient with old anterior ischemic optic neuropathy (AION) OS and acute AION OD.(圖片來源:http://webeye.ophth.uiowa.edu/dept/IAEyeNws/IAeye04/OCT.htm


商業化的 OCT 系統掃瞄眼睛時其掃瞄速率會在每秒內掃瞄上百至上千條光線。但是一般病患眼睛持續張開的時間大約只有一秒,因此限制了三維影像資料收集的數量。

而現在使用新的雷射技術,在 Fujimoto 實驗室的研究人員發表了一個方法,將掃瞄視網膜的速度提升到每秒 236000 次,這已經遠超越了最近所有 OCT 技術的表現了。

下一步有關臨床的研究,除了持續的發展之外,也許在某一天可以讓眼科醫生使用所謂「三維 OCT-快照」技術來觀察微小變化的視網膜情形。這對於提高診斷因糖尿病所引起的視網膜病變、青光眼或老年性黃斑變性等眼科疾病將有大大的幫助。



圖4. Optical Coherence Tomography Scan schowing Cystoid Macula Oedema.(圖片來源:http://www.eyetumour.com/ocular_tumours_investigation.php


Fujimoto's colleagues on the work are Robert Huber, a visiting scientist at MIT now at the Ludwig-Maximilians University in Germany, Desmond C. Adler and Vivek Srinivasan. Adler and Srinivasan are both graduate students in EECS.



圖5. Professor James Fujimoto, center, with students using the eye-imaging technique he began developing in the early 1990s. With his head in the apparatus is Desmond C. Adler, graduate student in materials science. At left, taking measurements, is Vivek Srinivasan, graduate student in electrical engineering and computer science.


The current research was sponsored by the National Science Foundation, the National Institutes of Health and the Air Force Office of Scientific Research.


Note: This story has been adapted from a news release issued by Massachusetts Institute Of Technology.



原始報導:
ScienceDaily:MIT Team Takes High-resolution, 3-D Images Of Eye


相關報導:
MIT News:MIT team takes high-res, 3-D images of eye