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杜克大学的生物医学工程师们希望新的设备可以

所述的荧光与来自野生共焦显微镜拍摄视网膜层的图像,健康小鼠(右)和小鼠遗传繁殖显示阿尔茨海默氏病(左)的症状。绿色表示,被认为是与阿尔茨海默氏病相关成分淀粉样蛋白沉积物

DURHAM - 。在杜克大学生物医学工程师已经设计出能够测量视网膜中的所述各层的厚度和织构的一个新的成像设备眼球后部。提前可以用来检测阿尔茨海默氏病的生物标记物,可能提供这种疾病的普遍的早期预警系统。

,结果在该杂志科学报告网上出现。

“以前的研究出现在阿尔茨海默氏症患者视网膜变薄,但通过添加LiGHT-散射技术测量时,我们发现视网膜神经纤维层也是粗糙的和更加无序,”亚当蜡,杜克生物医学工程的教授。 “我们的希望是,我们可以利用这种洞察力来创建一个简单和廉价的筛分装置,它不仅可在医生的办公室,但像你当地的药店以及地方。”

的诊断阿尔茨海默氏症疾病的病人开始显现的认知功能减退的症状后,目前只发。即便如此,以明确确定阿尔茨海默氏症是原因的唯一方法是使用昂贵的MRI和PET扫描或通过尸检。但是,如果病情进展可通过早期干预,如药品和精神运动停止,病人可以有一个很大的提高质量生活。这就是为什么研究人员正在寻找可作为本病的早期征兆的生物标志物。

一个这样的潜在生物标志物来自于视网膜,这实际上是对中枢神经系统的大脑和部分的延伸。以前的研究已经表明,阿耳茨海默氏可能导致视网膜,最引人注目的是视网膜内层变薄的结构改变。

“视网膜可以提供容易进入脑,并且其变薄可以指示降低的在神经组织的量,这可以意味着,阿尔茨海默氏症是本说,”蜡。

的其他疾病,如青光眼和帕金森氏病,然而,也可引起视网膜的变薄。不一致的测试结果也可能来自机器最Ô之间的差异FTEN用于这些类型的测量,光学相干断层扫描(OCT)设备,和研究人员如何使用它们。

野生的,健康的小鼠(顶部)之间视网膜层的厚度的比较,和小鼠的已遗传繁殖的显示阿尔茨海默氏病(底部)的症状。从与阿尔茨海默氏症小鼠视网膜的顶层显然更薄。

在新的纸,蜡和他的研究生葛颂表明,神经元的小鼠模型的视网膜最顶层阿尔茨海默氏症疾病表现出它们的结构质地的改变。与在该层的厚度的变化数据相结合,该新的测量可能被证明是更容易接近老年痴呆症的生物标志物。

“我们的新方法可以测量粗糙度或文本内视网膜神经纤维层的URE,”宋说。 “它可以提供一个快速而直接的方法,以测量由阿尔茨海默氏病,其具有很大的潜力作为疾病的生物标志物的结构变化。”

OCT是超声的光学模拟。它通过发送的光波成组织和测量,他们需要多长时间才能回来。虽然它是通常用来制造宽诊断阵列的极其有用的成像技术,它有局限性。

为了收集更多的数据,蜡和宋加入的测量称为角分辨低相干干涉测量法(A / LCI),其使用的散射光的角度来收集有关组织的结构的更多信息。通过两次测量相结合,研究人员可以提取厚度和结构信息息有关的视网膜每一层。

“的一个/ LCI测量补厚度测量以改善阿尔茨海默氏更定量的生物标记的潜在效用,”宋说。 “你不能得到关于单独OCT视网膜纹理和结构信息。您需要两种成像方式。这是关键的创新。”

研究人员目前正在将这一功能添加到一个低成本的OCT系统,蜡是通过转投资公司叫Lumedica发展。虽然传统的华侨城机重量超过60磅,占用$ 50,000至$ 120,000之间的整个办公桌和成本的任何地方,蜡的设计重达四磅,大约是一个饭盒大小和蜡预计,少于$ 15,000将被出售。

键蜡的设计是3D印刷部使用对称,以补偿可在因事小的温度微妙变化的传统OCT设备出现机械不一致。宋也一直致力于在3D打印旋转棱镜,使A / LCI扫描整个视网膜

“我们很高兴,因为这项研究表明使用低成本的OCT技术之外的新方法简单地筛选传统的视网膜疾病,”蜡说。 “如果我们能使用这些设备作为一个窗口,神经退行性疾病的早期迹象,也许我们可以帮助人们进入早期干预治疗方案,为时已晚了。”

这项研究是由美国国家研究院的支持卫生(R21AG056245,P30EY005722)

现有技术文献:“多峰相干IMAGIN阿尔茨海默氏病的生物标志物视网膜克在小鼠模型中,”葛颂,扎卡里A.斯蒂尔曼,斯特拉芬克尔斯坦,紫云阳,卢多维奇·马丁,Kengyeh K.楚,新浪Farsiu,瓦迪姆Y. Arshavsky,亚当蜡。科学报告,5月13日,2020年DOI:10.1038 / s41598-020-64827-2

(C)杜克大学

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