Modern optical methods for retinal imaging, Dissertations in forestry and natural sciences; 80

14.9. Uusia optisia menetelmiä silmän verkkokalvon sairauksien havainnointiin \n Väitös fysiikan alalta \n\nVäittelijä: FM Pauli Fält\n\n Väitösaika ja -paikka: 14.9.2012 klo 12.00, Louhela sali, Joensuun Tiedepuisto, Joensuu \n\nFM Pauli Fält on väitöskirjatyössään tutkinut ihmisen silmän verkkokalvon eli retinan kuvantamista. Tutkimuksen kohteina olivat sekä terveet että diabeteksen vaurioittamat retinat. Käytettyjen optisten menetelmien osalta väitöstutkimus jakautuu kahteen osaan, retinan spektrikuvantamiseen sekä optiseen koherenssitomografiaan (OCT). Spektrikuvantamisesta saadut tulokset osoittavat, että diabetekseen liittyviä silmänpohjamuutoksia voidaan havaita paremmin käyttämällä retinan kuvantamisessa kapeita spektrikaistoja näkyvän valon alueelta. Lisäksi osoitetaan, että silmänpohjasta saatua spektritietoa hyödyntämällä voidaan määrittää optimaaliset spektrimuodot valonlähteille jotka maksimoivat diabeettisten silmänpohjamuutosten näkyvyyden retinakuvia otettaessa. Väitöstutkimuksen toisessa osiossa havaittiin, että niin sanottua adaptiivista optiikkaa hyödyntävässä retinan OCT-kuvantamisessa (AO-OCT) käytettyjen optisten parametrien valinta vaikuttaa havaitun signaalin vahvuuteen. Tämän havaittiin olevan kytköksissä niin sanottuun optiseen Stiles-Crawford -efektiin, joka vaikuttaa valon heijastumiseen retinasta. Saaduista tuloksista voi olla hyötyä otettaessa AO-OCT-kuvia verkkokalvoista, joista saatu mittaussignaali on heikko esimerkiksi silmätaudin tai kaihin seurauksena. \n\n\nDiabeteksen aiheuttamien silmänpohjavaurioiden näkyvyyden parantaminen spektrikuvauksella \n\nSpektrikuvantamista ja spektrimittauksia käytetään muun muassa teollisessa laadunvalvonnassa, mutta sen merkitys myös lääketieteellisessä tutkimuksessa kasvaa jatkuvasti. Spektrikuvauksessa kohteesta heijastunut (tai kohteen läpäissyt) valo mitataan kapeina aallonpituuskaistoina. Näin saadaan selville tietoa kohteen optisista ominaisuuksista valon aallonpituuden funktiona. Saaduissa spektrikuvissa yksittäisiä aallonpituuskaistoja saattaa olla useita kymmeniä tai jopa satoja. Tyypillisesti mittauksia suoritetaan ultraviolettisäteilyn, lämpösäteilyn tai näkyvän valon aallonpituusalueilla. Ihmisen aivot tulkitsevat näkyvän valon eri aallonpituudet väreinä. \n\nDiabetes, vanhalta nimeltään sokeritauti, on krooninen sokeriaineenvaihdunnan sairaus, josta on nopeasti muodostunut kansantauti. Eräiden arvioiden mukaan jopa puoli miljoonaa suomalaista sairastaa joko tyypin 1 tai 2 diabetesta. Diabetes aiheuttaa vaurioita eri puolella kehoa, myös silmän verkkokalvossa (diabeettinen retinopatia). Hoitamattomana diabeettiset silmänpohjavauriot voivat johtaa näön heikkenemiseen ja lopulta sokeuteen. Keskeisen näkökyvyn turvaamiseksi on ensisijaisen tärkeää, että retinassa tapahtuvat muutokset havaitaan ajoissa ja hoito aloitetaan välittömästi. \n\nVäitöskirjatutkimuksessa rakennettiin silmänpohjan spektrikuvauslaitteisto, jolla otettiin spektrikuvia diabeetikoiden, sekä terveiden koehenkilöiden retinoista. Spektri-informaation avulla voitiin muodostaa niin sanottuja väärävärikuvia retinasta, josta diabeettiset muutokset erottuivat normaaleja värikuvia selkeämmin. Lisäksi spektrikuvien avulla määritettiin laskennallisesti spektrimuodot optimaalisille valonlähteille, jotka maksimoivat diabeettisten silmänpohjalöydösten näkyvyyden ja kontrastin retinan kuvantamisessa. Väitöskirjatyössä esitettiin myös laskennallisia esimerkkikuvia saatujen optimaalisten valonlähteiden toiminnallisuudesta.\n\n \n\nRetinan rakenteiden parempi havainnointi optisella koherenssitomografialla \n\nOptinen koherenssitomografia (OCT) on optinen kuvantamismenetelmä, jolla voidaan saada tietoa retinan kolmiulotteisesta rakenteesta valon avulla. OCT-kuvantamislaitteita käytetään silmäpoliklinikoilla muun muassa silmänpainetaudin aiheuttamien retinan hermosäievaurioiden kartoittamiseen, sekä retinan turvotuksen tutkimiseen. Väitöskirjatutkimuksessa tutkittiin ihmisen retinan kuvantamisessa käytettävän kuvantamissäteen leveyden vaikutusta adaptiivista optiikkaa hyödyntävän OCT-järjestelmän toimintaan. Tutkimuksessa havaittiin, että säteen leveyden valinta vaikutti sekä lateraaliseen kuvantamistarkkuuteen että silmästä saadun mittaussignaalin vahvuuteen. Suhteellisen kapealla mittaussäteellä lateraalinen resoluutio heikentyi, mutta silmästä takaisin saadun valon määrä kasvoi. Havaittiin, että mittaussäteen leveyttä muutettaessa niin sanotulla optisella Stiles-Crawford -efektillä (suuntautuva heijastus retinasta) oli ilmeisesti suuri vaikutus silmästä saadun mittaussignaalin vahvuuden muutoksiin. Havaitusta ilmiöstä voi olla hyötyä suoritettaessa OCT-mittauksia haastavissa tapauksissa, esimerkiksi heikosti heijastavista verkkokalvoista. \n\n

ISBN-10:
952-458-61-0868-1
Kieli:
eng
Tekijät:
Fält Pauli (diss)
Tuotekoodi 020879
15,00 €