Temporally resolved 3-D retinal blood flow quantification using advanced motion correction and signal reconstruction in optical coherence tomography angiography
Temporally resolved 3-D retinal blood flow quantification using advanced motion correction
and signal reconstruction in optical coherence tomography angiography
(Third Party Funds Single)
Titel des Gesamtprojektes:
Projektleitung: ,
Projektbeteiligte:
Projektstart: November 15, 2022
Projektende:
Akronym: 4D-OCTA
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)
URL:
Abstract
Die optische Kohärenztomographie (OCT) erzeugt volumetrische 3-D-Bilder
von Gewebe mit Mikrometerauflösung, indem sie einen Laserstrahl zum
Scannen verwendet und die Amplitude und Zeitverzögerung von
zurückgestreutem Licht misst. Die OCT hat einen großen Einfluss auf die
Augenheilkunde und wurde zu einer Standard-Bildgebungsmodalität für die
Diagnose, die Überwachung des Krankheitsverlaufs und das Ansprechen auf
die Behandlung sowie für die Untersuchung der Pathogenese von
Krankheiten wie diabetischer Retinopathie, altersbedingter
Makuladegeneration und Glaukom. Die jüngste Entwicklung der
OCT-Angiographie (OCTA) hat die grundlegende und klinische Forschung
dramatisch beschleunigt. OCTA führt eine tiefenaufgelöste (3-D)
Bildgebung der retinalen Mikrovaskulatur durch, indem es wiederholt die
gleiche Netzhautposition abbildet und den Bewegungskontrast von sich
bewegenden Blutzellen erkennt. Im Vergleich zu herkömmlichen Ansätzen,
die auf injizierten Kontrastmitteln basieren, hat OCTA den Vorteil, dass
es nicht invasiv ist, sodass die Bildgebung bei jedem Patientenbesuch
durchgeführt werden kann, was Längsschnittstudien ermöglicht. Allerdings
hat OCTA auch einige Einschränkungen. Da eine wiederholte Bildgebung
erforderlich ist, um den Blutfluss zu erkennen, sind die Aufnahmezeiten
lang und die Daten können durch Augenbewegungen und Bildartefakte
verzerrt werden, was eine quantitative Längsschnittanalyse erschwert.
OCTA-Algorithmen können das Vorhandensein eines Blutflusses erkennen,
sind jedoch nur begrenzt in der Lage, subtile Veränderungen des Flusses
aufzulösen, die frühe Anzeichen einer Krankheit sein können. Zeitliche
Schwankungen des Flusses, die durch den Herzzyklus oder die funktionelle
Reaktion der Netzhaut verursacht werden, sind schwer zu untersuchen.
Wir schlagen vor, ein neues Framework für OCTA zu entwickeln, das eine
Bewegungskorrektur auf Kapillarebene ermöglicht,
Blutflussgeschwindigkeiten differenziert und eine Analyse auf mehreren
Zeitskalen ermöglicht (4-D OCTA). Die Fähigkeit, über die Visualisierung
der Mikrovaskulatur hinauszugehen und den Fluss und seine zeitlichen
Schwankungen zu beurteilen, ermöglicht die Beurteilung subtiler
Beeinträchtigungen der mikrovaskulären Perfusion sowie des Herzzyklus
und der Reaktion auf funktionelle Stimulation. In Kombination mit der
vaskulären strukturellen Bildgebung versprechen diese Fortschritte, neue
Krankheitsmarker in früheren Krankheitsstadien bereitzustellen, eine genauere
Messung des Krankheitsverlaufs und des Ansprechens auf die Therapie in
pharmazeutischen Studien zu ermöglichen und zur Aufklärung der
Pathogenese bei Netzhauterkrankungen beizutragen.