近日，北京大學(xué)/深圳灣實(shí)驗(yàn)室任秋實(shí)團(tuán)隊(duì)提出了一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)視網(wǎng)膜動(dòng)態(tài)氧代謝功能的多模態(tài)眼功能成像新技術(shù)，目前，針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)，團(tuán)隊(duì)正與各大醫(yī)院合作展開(kāi)大樣本臨床研究，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

視網(wǎng)膜是人體中唯一可以直接觀察的微循環(huán)系統(tǒng)，視網(wǎng)膜微循環(huán)的結(jié)構(gòu)與功能性分信息對(duì)于疾病的篩查、診斷以及預(yù)后具有重要的指導(dǎo)意義。

視網(wǎng)膜多光譜成像技術(shù)是可以評(píng)估視網(wǎng)膜血氧飽和度，實(shí)現(xiàn)不同層次下的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)成像的技術(shù)，可以輔助展開(kāi)病灶評(píng)估；另一方面，激光散斑成像技術(shù)可獲得無(wú)創(chuàng)、大視野的視網(wǎng)膜灌注成像信息，為視網(wǎng)膜供血及血流動(dòng)力學(xué)分析提供了有效信息。然而，現(xiàn)有的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)與功能成像儀器相互獨(dú)立，難以實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量與評(píng)估，極大限制了視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)與功能性分析。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，任秋實(shí)團(tuán)隊(duì)將兩種技術(shù)做了有機(jī)融合，結(jié)合眼動(dòng)分析與瞳孔檢測(cè)技術(shù)，提出了一種新型的多模眼功能成像分析技術(shù)(圖1所示)。這項(xiàng)新技術(shù)可實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜多光譜成像、眼底彩色合成圖像、視網(wǎng)膜血管直徑測(cè)量、視網(wǎng)膜血氧飽和度測(cè)量、視網(wǎng)膜及脈絡(luò)膜血流灌注成像、視網(wǎng)膜血流搏動(dòng)分析、視網(wǎng)膜氧代謝動(dòng)力學(xué)等結(jié)構(gòu)性與功能性信息，為更加全面地評(píng)估視網(wǎng)膜微循環(huán)特征提供了強(qiáng)有力的工具。

圖1 多模態(tài)眼功能成像分析系統(tǒng)（左：成像模態(tài)；右：工程樣機(jī)）

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)系統(tǒng)采用了自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一鍵采集，多光譜影像采集時(shí)間為1s，激光散斑影像采集時(shí)間為5s。通過(guò)12波長(zhǎng)多光譜影像采集，隨著波長(zhǎng)的增加可以觀察到不同深度下的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)信息，對(duì)于病灶的診斷具有參考意義。

同時(shí)，本技術(shù)將470 nm, 548 nm 和 600 nm多光譜圖像進(jìn)行了彩色合成，可根據(jù)醫(yī)生需求個(gè)性化設(shè)置，通過(guò)彩色信息可以更加直觀地標(biāo)識(shí)出相關(guān)病灶；在功能成像方面，本技術(shù)通過(guò)548nm和600nm多光譜圖像分析視網(wǎng)膜血氧飽和度；通過(guò)受試者視網(wǎng)膜與脈絡(luò)膜的平均血流灌注圖像，分析血液流速；通過(guò)繪制視網(wǎng)膜血液流速隨心臟跳動(dòng)所變化的搏動(dòng)曲線，可以評(píng)估心率、收縮期時(shí)間、舒張期時(shí)間等信息，對(duì)血管彈性、血流動(dòng)力學(xué)分析具有潛在價(jià)值。

圖2 視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能成像結(jié)果

 (a)  多光譜圖像；圖像中白色文字為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)；(b)  彩色眼底合成圖像；通過(guò)470 nm, 550 nm 和 600 nm合成；(c)  由550nm和600nm圖像計(jì)算的視網(wǎng)膜血氧飽和度分布圖。藍(lán)色環(huán)形區(qū)域用于計(jì)算視網(wǎng)膜平均血氧飽和度；(d)  平均血流灌注圖像，圖像中顯示了視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜血管；(e)  視網(wǎng)膜微循環(huán)搏動(dòng)波形；(f）不同時(shí)刻下血流灌注圖像。縮寫(xiě)：SO2血氧飽和度；LSC 激光散斑襯比值（1/ LSC2與血液流速正相關(guān)）

我國(guó)人口基數(shù)大，視覺(jué)殘疾人數(shù)多，青光眼等致盲性疾病嚴(yán)重威脅中老年人的視覺(jué)健康。此外，多種重大慢病可能并發(fā)或繼發(fā)眼病。臨床研究證實(shí)，眼底病變也是冠心病、神經(jīng)退行性病變、糖尿病和腎病等多種慢病的標(biāo)志性特征，可以作為疾病早期篩查和輔助診斷的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

因此，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的多模態(tài)視覺(jué)功能檢查技術(shù)設(shè)備，并結(jié)合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)，對(duì)致盲性眼病和其它慢病進(jìn)行預(yù)警、篩查與監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)重大慢病管理的前移，對(duì)節(jié)省醫(yī)療資源、推進(jìn)人民健康都具有重要的意義。

目前，任秋實(shí)課題組研發(fā)的多模態(tài)眼功能成像新技術(shù)正在與各大醫(yī)院合作開(kāi)展多模眼功能成像分析技術(shù)在眼科、神經(jīng)內(nèi)科、心內(nèi)科以及腎內(nèi)科等的大樣本臨床研究，預(yù)期將對(duì)疾病的篩查、診斷以及預(yù)后展開(kāi)更加全面的研究，讓心靈之窗為健康護(hù)航。

[1] Feng, X., Yu, Y., Zou, D., et al., 2021. Functional imaging of human retina using integrated multispectral and laser speckle contrast imaging, Journal of Biophotonics, e202100285.