Ny bildteknik kan hjälpa till att diagnostisera Parkinsons sjukdom

Riktad okulär spektroskopi, en teknik som möjliggör realtidsavbildning av ögats baksida (eller ögonbotten) samtidigt som man observerar hur ljus interagerar med specifika strukturer i näthinnan, kan hjälpa till att diagnostisera flera ögon- och neurologiska tillstånd, inklusive Parkinsons sjukdom, enligt en ny studie.

Näthinnan är det ljuskänsliga lagret längst bak i ögat. Det spelar en avgörande roll för att omvandla inkommande ljus till elektriska signaler, som sedan överförs via synnerven till hjärnan.

Bedömningen av biomarkörer i ögat kan användas för att hjälpa till att screena, diagnostisera och övervaka sjukdomar som påverkar ögonen, såväl som neurologiska tillstånd, inklusive Parkinsons och Alzheimers sjukdom. Dessa tillstånd har nyligen visat sig orsaka observerbara förändringar i nerverna och blodflödet i näthinnan.

Optiker förlitar sig i allmänhet på färgavbildning och datortomografi, som tar bilder i kroppen med hjälp av röntgenstrålar, för att diagnostisera ögonsjukdomar. Spektroskopitekniker gör det möjligt att studera hur ljus interagerar med vävnader genom att dela upp ljuset i ett spektrum av färger, vilket ger diagnostisk information som kompletterar vanliga ögonavbildningsmetoder.

Men de spektroskopimetoder som för närvarande används har flera begränsningar, såsom oförmågan att upptäcka fina spektrala förändringar i lokaliserade näthinnestrukturer, eller att kräva fixering av patienter, ”vilket kan vara mödosamt när finpositionering krävs”, skrev forskarna.

För att ta itu med dessa problem har en forskargrupp vid University of Alberta i Kanada utvecklat ett flexibelt och mångsidigt system för riktad spektroskopi i ögat.

Så fungerar den nya bildtekniken

Enheten innehåller lysdioder, en färgkamera och en spektrometer, som kan användas samtidigt för färgavbildning i realtid och spektralmätningar. Enhetens spektrometer fokuserar också en lysdiod i ett litet område av näthinnan, och positionen för det intressanta området kan justeras genom enkla mekanismer som roterar stråldelaren som matar kameran och spektrometern.

Detta gör det lättare att utföra spektrala mätningar i specifika ögonstrukturer, såsom synnerven och näthinnan, samt att identifiera blodläckage, fettdepåer eller andra lesioner. Den kan också användas för att mäta fluorescens, vilket utökar dess tillämplighet till ett bredare utbud av biomarkörer.

”Användaren kan välja ett mål och flytta det till vilken plats som helst inom ögonbottenregionen som avbildas … samtidigt som de kontinuerligt tar emot spektral information om det riktade provområdet”, skrev forskarna.

I studien demonstrerade forskarna systemets funktionalitet med hjälp av både labbmodeller och näthinnemätningar hos friska frivilliga. För det första bekräftade de systemets förmåga att förvärva ett spektrum från ett specifikt målområde, med hjälp av färgade områden i ett referensmål med ett rutnätsliknande mönster.

Sedan, med hjälp av en ögonmodell, kunde systemet effektivt mäta distinkta spektrala signaturer för olika ögonregioner – nämligen blodkärl, näthinnan nära synnervshuvudet, synnervshuvudet och näthinnan långt från synnervshuvudet. Även om endast små förändringar upptäcktes mellan de två regionerna i näthinnan, observerades tydliga skillnader mellan blodkärl och synnerven.

Dessutom visade mätningar som utfördes på näthinnan hos åtta friska individer olika spektrala profiler av synnerven och en region i näthinnan som kallas parafovea. Baserat på riktad spektralanalys kunde forskarna också bedöma syrenivåerna på olika platser i ögonbotten.

Sammantaget ger den nya tekniken ”strukturell, sammansättningsmässig och funktionell information om specifika regioner i ögonbottnen från ett icke-invasivt tillvägagångssätt för upptäckt av okulära biomarkörer”, skrev forskarna.

Ett allt viktigare verktyg
”Riktad okulär spektroskopi har potential att bedöma närvaron av … hemoglobin [proteinet som transporterar syre genom hela kroppen], oxihemoglobin [det syrebundna hemoglobinet], melanin [ett ämne som producerar hud-, hår- och ögonfärg] eller lipofuscin [ett ”åldrande” pigment som ackumuleras progressivt i celler], associerat med sjukdomsprogression”, skrev forskarna.

”Detta kan öppna dörren för att förändra sättet vi diagnostiserar och behandlar ögonsjukdomar, och riktad okulär spektroskopi kan bli ett allt viktigare verktyg inom ögonvård under de kommande åren”, avslutade de.

Källor:
Artikel av Andrea Lobo, vetenskapsskribent på Bio News, ”New imaging technology may help diagnose neurological conditions”.

Studien ”Targeted spectroscopy in the eye fundus” publicerades i Journal of Biomedical Optics.

Thomas Winberg