डायबिटिक रेटिनोपैथी (डीआर), उम्र से संबंधित मैक्यूलर डीजनरेशन (एएमडी), और ग्लूकोमा जैसी नेत्र संबंधी बीमारियों के कारण आंखों, विशेष रूप से नेत्र कोष में कुछ विशिष्ट संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तन होते हैं। अल्जाइमर रोग (एडी) और पार्किंसंस रोग (पीडी) जैसे न्यूरोलॉजिकल रोग भी रेटिना में परिवर्तन का कारण बन सकते हैं, जैसे रेटिना तंत्रिका फाइबर परत (आरएनएफएल) का पतला होना और हेमोडायनामिक्स में परिवर्तन।
नेत्र कोष की अत्यधिक विषम विशेषताओं और संरचना को देखते हुए, बायोमार्कर या तो इस ऊतक में व्यापक रूप से फैल जाते हैं या विशिष्ट क्षेत्रों में स्थानीयकृत हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, β-एमिलॉइड प्लाक एडी रोगियों के पूरे रेटिना में फैल जाते हैं, जबकि डीआर वाले रोगियों में रक्तस्राव स्थानीयकृत होता है।
विशिष्ट इमेजिंग तकनीकें लक्षित ऑक्यूलर डिफ्यूज़ रिफ्लेक्टेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (डीआरएस) की तुलना में इन बीमारियों से प्रेरित रेटिना परिवर्तनों पर पर्याप्त डेटा प्रदान नहीं करती हैं। ओकुलर डीआरएस विधियां ऑप्टिक डिस्क, परिधीय रेटिना और 500 और 800 नैनोमीटर (एनएम) के बीच फोविया सहित नेत्र कोष के विशिष्ट भागों के वर्णक्रमीय विश्लेषण को सक्षम बनाती हैं।
फैलाना परावर्तन और प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोस्कोपी भी लिपोफसिन संचय, आरएनएफएल संरचनात्मक परिवर्तन, रक्त अवशोषण स्पेक्ट्रम और मेलेनिन स्पेक्ट्रल प्रोफाइल जैसे कारकों के प्रभाव को स्पष्ट कर सकती है, जो सभी रेटिना ऊतकों के ऑप्टिकल गुणों को प्रभावित करते हैं।
अध्ययन के बारे में
वर्तमान अध्ययन में, शोधकर्ता एक संदर्भ लक्ष्य और मॉडल आंख का उपयोग करके इन विट्रो में लक्षित ओकुलर स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक की प्रमुख विशेषताओं की पहचान करते हैं। संदर्भ लक्ष्य आठ अलग-अलग रंगों की ग्रिड वाली एक अल्ट्राहाई-डेफिनिशन स्क्रीन थी, जिसके सामने फ़ंडस कैमरा स्थित था और केवल स्क्रीन द्वारा उत्सर्जित प्रकाश एकत्र कर रहा था। ओईएमआई-7 नेत्र मॉडल, एक सात मिमी की पुतली जो मानव आंख का सटीक अनुकरण करती है, ने इन डीआरएस अधिग्रहणों को मान्य करने में मदद की।
इसके बाद, आठ स्वस्थ अध्ययन प्रतिभागियों के ऑप्टिक तंत्रिका सिर और पैराफोविया में रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (एसटीओ2) का आकलन करने के लिए विवो इमेजिंग और डीआरएस का उपयोग किया गया, जिन्होंने अध्ययन से पहले सूचित सहमति प्रदान की थी। इन व्यक्तियों की उम्र 27 से 35 वर्ष के बीच थी, उन्हें कोई प्रणालीगत बीमारी या दवा नहीं थी, और आंखों की जांच के बाद उनके परिणाम सामान्य थे।
पॉइंटिंग लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) ने वर्णक्रमीय अधिग्रहण (आरओएसए) के वास्तविक क्षेत्र की सटीक स्थिति को उजागर किया, जिससे कैमरे को अपना स्थान कैप्चर करने की अनुमति मिली। दो-चरणीय अधिग्रहण अनुक्रम का उपयोग किया गया, इसके बाद संयुक्त इमेजिंग और लक्षित स्पेक्ट्रोस्कोपी की गई।
डीआरएस अधिग्रहण क्षेत्र का स्थान आरओएसए छवि विभाजन के आधार पर निर्धारित किया गया था। वर्णक्रमीय विश्लेषण के लिए संदर्भ लक्ष्य के दृश्य क्षेत्र के भीतर आरओएसए को छह अलग-अलग स्थानों पर ले जाकर स्पेक्ट्रा हासिल किया गया था।
बैंडपास फिल्टर हरे प्रतिदीप्ति इमेजिंग के लिए उत्तेजना रोशनी को अलग करते हैं। तुलनात्मक रूप से, लंबे-पास फिल्टर ने प्रतिदीप्ति द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विशेष इमेजिंग और वर्णक्रमीय अधिग्रहण को सक्षम किया।
वर्णक्रमीय विश्लेषण में तीन प्रसंस्करण चरण शामिल थे, जिसमें स्पेक्ट्रम से परिवेश प्रकाश वर्णक्रमीय योगदान को हटा दिया गया था, और रोशनी स्रोत स्पेक्ट्रम का प्रभाव बाद में निर्धारित किया गया था। फिर सिग्नल की तीव्रता में अंतर को ठीक करने के लिए प्रकाश स्पेक्ट्रम को सामान्य किया गया।
अध्ययन निष्कर्ष
मॉडल आंख ने रक्त वाहिकाओं, ऑप्टिक तंत्रिका सिर के पास रेटिना, ऑप्टिक तंत्रिका सिर और ऑप्टिक तंत्रिका सिर (डी) से दूर रेटिना से परावर्तन स्पेक्ट्रा प्राप्त किया। रक्त वाहिकाओं और ऑप्टिक तंत्रिका ने स्पष्ट रूप से भिन्न परावर्तन स्पेक्ट्रा प्रदर्शित किया। इसी तरह, मॉडल आंख ने चार क्षेत्रों के लिए प्रतिदीप्ति विश्लेषण करने में मदद की, जिसमें केवल रक्त वाहिकाएं और ऑप्टिक तंत्रिका सिर प्रतिदीप्ति संकेत उत्सर्जित करते थे।
पांच-सेकंड डीआरएस अधिग्रहण 13 अधिग्रहीत स्पेक्ट्रा के अनुरूप थे और सभी आठ प्रतिभागियों के लिए ऑप्टिक तंत्रिका सिर और पैराफोविया पर बनाए गए थे। दोनों स्थानों के लिए औसत अवशोषण स्पेक्ट्रा ने अंतर-वैयक्तिक परिवर्तनशीलता दिखाई।
आंखों में रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति का आकलन करने के सभी पिछले तरीकों में सीमित संवेदनशीलता थी और परिणामस्वरूप, केवल आंखों के कोष की बड़ी रक्त वाहिकाओं के लिए StO2 के सापेक्ष मूल्यांकन की अनुमति दी गई थी। वर्तमान अध्ययन में, विभिन्न क्षेत्रों में किए गए रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति माप से StO2 के विभिन्न मान प्राप्त हुए।
ऑप्टिक तंत्रिका सिर की तुलना में पैराफोविया में कम ऑक्सीजन संतृप्ति और StO2 में अधिक अंतरवैयक्तिक परिवर्तनशीलता देखी गई, जो क्रमशः 30.4-58.4% और 62.1-69.7% तक थी।
विवो में प्राप्त स्पेक्ट्रा के लिए एक ओकुलर ऑक्सीमेट्री एल्गोरिदम लागू किया गया था और विभिन्न फ्लोरोफोरस/क्रोमोफोरस की उपस्थिति का आकलन करने की क्षमता का प्रदर्शन किया गया था जिसका उपयोग विभिन्न रेटिनल पैथोलॉजी के निदान के लिए किया जा सकता है। अधिक विशेष रूप से, इस दृष्टिकोण ने रुचि के विशिष्ट क्षेत्रों को लक्षित किया जिन्हें व्यापक-क्षेत्र प्रतिदीप्ति के माध्यम से पहचाना गया और इन अणुओं की संपूर्ण उत्सर्जन वर्णक्रमीय प्रोफ़ाइल प्राप्त की।
निष्कर्ष
इस अध्ययन में प्रस्तुत मल्टीमॉडल प्रणाली ने नेत्र कोष में समवर्ती और निरंतर इमेजिंग और लक्षित स्पेक्ट्रोस्कोपी को सक्षम किया। इसके अलावा, इसने रेटिना बायोमार्कर का पता लगाने के लिए उच्च संवेदनशीलता, वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन और कम अधिग्रहण गति दिखाई। यह उल्लेखनीय है क्योंकि अन्य प्रणालियाँ, जैसे हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग, वर्णक्रमीय रिज़ॉल्यूशन और अधिग्रहण गति के बीच समझौता करती हैं।
इसके अलावा, इस तकनीक ने इन विट्रो और इन विवो परीक्षण के दौरान परीक्षण किए गए विभिन्न क्षेत्रों में अलग-अलग वर्णक्रमीय प्रोफाइल हासिल किए। निष्कर्ष के तौर पर, लक्षित ऑक्यूलर स्पेक्ट्रोस्कोपी समय के साथ नेत्र रोगों के निदान और उपचार के नए तरीके खोल सकती है।
