一种新型紧凑型双通道眼内散射测量系统的研究进展 学术背景 根据世界卫生组织（World Health Organization, WHO）的报告，白内障是全球范围内导致失明的主要原因，约占失明病例的50%。全球超过2000万人因为白内障而丧失视力或者严重受损。现有的治疗方法主要依赖于手术，通过移除浑浊的眼晶状体并植入人工晶状体来恢复视力。然而，随着对白内障发生机制的深入研究，人们对药物预防和治疗白内障寄予了更大的希望。这种希望的实现极大地依赖于对白内障早期征兆的精准监测。 白内障的早期症状往往不明显或者难以察觉，但随着病情进展，眼内的屈光介质逐渐浑浊，导致眼内散射（intraocular scatter）增加，这是白内障发展的重要病理变化。因此，眼内散射的变化监测被认为在白内障的早期诊断中具...
丝素蛋白水凝胶中的飞秒激光诱导折射率变化研究：未来眼科生物植入物开发的新希望 在高度智能化和生物医学迅速发展的今天，屈光矫正技术已成为全球眼科领域的一个研究热点。然而，目前的矫正技术，如角膜机械成形和商用眼内镜片材料的使用，仍面临精确度不足、应用材料生物相容性较差等问题。因此，科学界越来越关注一种新型的非损伤性矫正技术——飞秒激光诱导折射率变化（Laser Induced Refractive Index Change，简称LIRIC）。基于这一背景，来自University of Rochester的研究团队与Instituto de Óptica “Daza de Valdés”合作，开展了一项具有革命潜力的研究，探索如何在丝素蛋白（水凝胶，Silk-Fibroin Hydrogels）...
数值分析助力多焦晶状体植入物术后视觉评估与优化 引言与研究背景 白内障手术的主要目标之一是实现患者无需眼镜即可获得清晰视觉。然而，这一目标受到两个主要挑战的限制：晶状体调节功能的丧失和术后角膜散光（corneal astigmatism）。为了应对这些问题，临床上引入了屈光性散光矫正晶状体（toric intraocular lenses, toric IOLs）来校正角膜散光，同时通过多焦晶状体（multifocal intraocular lenses, multifocal IOLs）的研发，试图改善多焦视觉需求。然而，根据临床观察，与单焦点晶状体（monofocal IOLs）相比，植入多焦晶状体的眼睛在相同程度散光下常表现出更明显的视觉性能下降，尤其是在三焦晶状体（trifocal...
基于深度神经网络的微导航显微手术系统——助力白内障手术精确性迈上新台阶 学术背景与研究问题 白内障是全球范围内导致失明的主要原因之一。如今，采用超声乳化术（phacoemulsification）结合人工晶状体植入（IOL）的手术方法已经成为治疗白内障的主要手段。这一方案不仅能够显著提高患者的视觉质量，还能有效降低手术并发症的发生率。然而，手术的效果高度依赖于其精细操作和眼球的空间定位与定向。手术过程中诸如角膜切口的位置、囊膜撕裂（capsulorhexis）的大小和位置、以及人工晶状体的角度对术后视觉恢复至关重要。 目前的眼科手术显微镜大多依赖于手术医生的经验和人工标记。这种方式面临众多挑战，尤其是在遇到复杂临床场景时，例如眼球旋转、视觉场景不完全、角膜畸变或外部遮挡等。此外，已有的商用显...
跨光学革命：融合光学相干断层成像与拉曼光谱技术的多模态视网膜成像系统开发 研究背景与意义 视网膜组织中分子信息的获取是实现眼科及神经退行性疾病早期诊断的关键之一。然而，目前视网膜成像的金标准——光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography, OCT)及其功能扩展技术光学相干断层血管成像(OCTA)，仅能提供视网膜的结构和血流灌注信息。尽管这些技术在诊断糖尿病性视网膜病变和与中枢神经系统疾病（如阿尔茨海默病和多发性硬化症）相关的视网膜和血管变化方面有显著价值，但它们对疾病来源的特异性不足。这是因为这些结构和血管生物标志物之间存在显著重叠，很难区分不同疾病。 为了弥补这一不足，拉曼光谱(Raman Spectroscopy, RS)作为一种基于光的分子传感技术被提出...
探索纤维光学Sagnac干涉仪在软组织弹性非接触性表征中的潜力 背景介绍 软组织的机械特性对现代医学和生物医学研究具有重要意义。深入了解软组织的机械特性有助于评估其结构完整性以及潜在的病理情况。然而，传统的组织机械特性评估技术通常需要直接接触组织，这可能引起患者的不适，尤其是在如眼科等敏感领域。此外，直接接触还可能导致组织污染或引入检测伪影，从而影响检测结果的准确性。因此，开发非接触式的软组织机械特性测量方法势在必行。 近年来，基于光学技术的非接触性技术如频域相干光学断层扫描（Fourier Domain Optical Coherence Tomography，简称FD-OCT）正在逐渐成为柔性组织力学波检测的研究热点。然而，FD-OCT方法存在检测频带局限性、数据后处理复杂以及数字噪声显...
低成本光学相干断层扫描（OCT）系统的下一代发展：提升视网膜成像的临床应用 学术背景 光学相干断层扫描（Optical Coherence Tomography, OCT）是一种非侵入性、高分辨率的成像技术，广泛应用于眼科领域，尤其是视网膜疾病的诊断。然而，现有的商用OCT系统价格昂贵（4万至15万美元），限制了其在资源匮乏地区的应用。为了扩大OCT技术的可及性，研究人员致力于开发低成本OCT系统，以在临床护理点（point-of-care）提供高质量的视网膜成像。本文介绍了一种下一代低成本OCT系统，通过改进硬件设计和图像处理算法，显著提升了成像性能，使其在临床应用中更具竞争力。 论文来源 本文由Duke大学生物医学工程系的Hillel B. Price、Ge Song、Wan Wang等...
利用电阻抗谱技术早期检测葡萄膜黑色素瘤 学术背景 葡萄膜黑色素瘤（Uveal Melanoma, UM）是成人中最常见的原发性眼内恶性肿瘤，具有高度侵袭性，可能导致视力丧失甚至危及生命。早期发现和及时治疗对于保护视力和降低死亡率至关重要。然而，许多UM患者在肿瘤较大之前并无明显症状，这使得早期诊断变得极具挑战性。现有的诊断方法，如眼底检查和超声成像，虽然有效，但需要专业设备和技能，且不适用于大规模筛查。因此，开发一种简便、非侵入性的早期检测方法具有重要意义。 电阻抗谱技术（Electrical Impedance Spectroscopy, EIS）是一种通过测量生物组织的电学特性来区分健康组织和病变组织的技术。已有研究表明，癌变组织的电学特性（如细胞表面电荷、跨膜电位、离子浓度和细胞膜通透...
振荡性经颅电刺激与光幻视感知的定量特征研究 背景介绍 光幻视（phosphene）是指在没有任何外部视觉刺激的情况下，人们感知到光点的现象。这种现象在视觉神经科学和意识研究中具有重要意义，因为它可以帮助我们理解大脑如何将神经活动与感知内容联系起来。过去的研究表明，通过直接电刺激视觉皮层或应用经颅磁刺激（TMS）可以诱导光幻视。近年来，经颅交流电刺激（transcranial alternating current stimulation, TACS）也被证明能够引发光幻视，但其背后的机制尚不明确。TACS涉及电场的节律性变化和极性的交替（兴奋与抑制相），这使得光幻视感知的精确机制难以厘清。 为了区分电场节律性变化和极性交替对光幻视感知的影响，本研究采用了振荡性经颅直流电刺激（oscillat...
GCN2-SLC7A11轴调控视网膜母细胞瘤在精氨酸剥夺下的细胞生长与存活 背景介绍 视网膜母细胞瘤（Retinoblastoma, RB）是一种儿童期常见的眼内恶性肿瘤，占所有儿童癌症的4%。尽管目前的治疗方法如化疗在某些患者中有效，但其存在多药耐药性、肾毒性及诱发继发性癌症等缺点。因此，开发副作用更小的替代治疗策略成为迫切需求。精氨酸剥夺（Arginine Deprivation）已被证明是多种实体瘤和非实体瘤的有效治疗手段。精氨酸剥夺通过抑制肿瘤细胞的增殖并诱导细胞死亡，显示出潜在的抗癌效果。然而，视网膜母细胞瘤细胞对精氨酸剥夺的具体响应机制尚不明确。 本研究旨在探讨精氨酸剥夺对视网膜母细胞瘤细胞的影响，特别是通过GCN2（General Control Nonderepressibl...